假基因PTENP1作为竞争性内源性RNA参与人平滑肌细胞功能的调控

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研究背景和目的LncRNA通过参与转录、转录后及表观遗传调控,调节细胞的增殖、凋亡功能,促进心血管疾病的发生和进展。LncRNAPTENP1是肿瘤抑制基因PTEN的假基因。PTEN已被证实与SMC的增殖、凋亡及主动脉瘤(AA)的扩张有关。PTENP1可作为竞争性内源性RNA(ceRNA)靶向吸附miR-21,解除miR-21对PTEN的抑制,上调PTEN的表达,进而影响PTEN的下游通路。然而,尚不清楚PTENP1是否以及如何影响人主动脉平滑肌细胞(HASMCs)的增殖、凋亡,从而促进AA或主动脉夹层(AD)的发展。在本研究中,我们试图论证PTENP1通过ceRNA机制靶向吸附miR-21,从而调控PTEN的表达,影响HASMCs的增殖、凋亡功能,并阐明PTENP1是AA或AD干预的潜在靶点。方法1.检测PTENP1、PTEN在人正常动脉组织、AD组织标本中是否存在差异表达分别对人AD、正常动脉组织进行病理学分析,并通过RT-PCR、WB、免疫组化、原位杂交检测PTENP1、PTEN在组织中的表达。2.探索PTENP1对HASMCs增殖、凋亡功能的影响(1)敲低PTENP1后通过免疫荧光实验检测细胞的增殖水平。(2)构建PTENP1过表达腺病毒载体,转染HASMCs后通过RT-PCR、WB、TUNEL、Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡情况。3.探索PTENP1对AAA模型的影响构建PTENP1慢病毒载体,转染C57BL/6J小鼠,植入Ang II泵,诱导AAA模型。模型建立后检测小鼠的腹主动脉直径、成瘤率,对瘤体进行病理分析。4.探索PTENP1调节HASMCs功能的机制(1)通过RNA pull-down、荧光素酶、免疫荧光实验,探索PTENP1通过ceRNA机制靶向miR-21,调节PTEN表达。(2)分别过表达和敲低PTENP1,探索PTENP1通过调节PTEN表达影响PI3K/Akt信号通路及细胞周期。结果1.PTENP1、PTEN在人AD组织中的表达上调PCR、WB实验表明,在人AD组织中PTENP1和PTEN均被上调,且原位杂交检测示PTENP1主要表达于主动脉壁中层的平滑肌。人AD组织中SMC的生物标志物如α-SMA、MYH11和SM22的表达水平较正常主动脉组织显著降低。2.PTENP1调控HASMCs增殖、凋亡的功能TUNEL、流式细胞仪检测分别表明,与control组相比,过表达PTENP1显著增加凋亡因子cleaved-casp3的表达,促进细胞凋亡。而敲低PTENP1则减轻了 H2O2诱导的HASMCs凋亡。免疫荧光实验证明,与control组相比,敲低PTENP1显著增加增殖相关因子phospho-H3、Ki-67的表达,促进细胞增殖。3.过表达PTENP1促进Ang II诱导的AAA模型的发展我们在AngⅡ诱导的C57BL/6J小鼠AAA模型中成功过表达PTENP1病毒。与注射空病毒组相比,过表达PTENP1病毒组小鼠的腹主动脉最大直径明显增大、AAA发生率明显增高。进一步的病理分析结果证明,过表达PTENP1促进小鼠主动脉壁SMC凋亡和弹性纤维的降解,加剧AngⅡ诱导的AAA形成。4.PTENP1通过ceRNA机制靶向miR-21,上调PTEN的表达,进而调控HASMCs的功能为进一步分析其机制,我们进行了 RNA pull-down实验,并用miR-21模拟物或抑制剂进行一系列荧光素酶实验,证明PTENP1通过ceRNA机制与PTEN转录本竞争性地结合miR-21,直接“海绵”吸附miR-21,减少其对PTEN的抑制,上调PTEN的表达。免疫荧光实验进一步支持这一发现:在过表达PTENP1基础上使用miR-21模拟物,PTEN的表达下调,细胞凋亡减少。PTEN拯救实验结果示敲低PTEN显著减轻过表达PTENP1诱导的细胞凋亡,证明PTEN是PTENP1调节路径必不可少的环节。最后,WB显示,在HASMCs中过表达PTENP1显著上调PTEN的表达,并降低了 Akt的磷酸化以及cyclinD1、cyclinE的水平;敲低PTENP1则相反。结论假基因PTENP1通过ceRNA机制靶向miR-21上调PTEN的表达从而抑制其下游PI3K/Akt通路传导,抑制cyclinD1、cyclinE的表达,使细胞周期停滞,最终调节HASMCs的凋亡、增殖功能,促进AA或AD的形成和发展。
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