miR-1283调控内质网应激PERK/ATF4信号通路在血瘀证形成中的作用及机制研究

来源 :暨南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kikwolf
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目的:  筛选与高血压病血瘀证相关的生物标志物,探讨并验证各型血瘀证相关的miRNA作为药物治疗靶点的可能性。使用高通量测序技术筛选高血压病血瘀证相关的miRNA和mRNA;并用转染等生物学技术在细胞和动物水平进行鉴定和验证miRNA及其预测靶基因在血瘀证形成中的作用;用丹参酮IIA磺酸钠注射液进行干预,观察丹参酮IIA磺酸钠注射液对miR-1283及其靶基因ATF4介导的内质网应激PERK/ATF4信号通路的影响,探讨丹参酮IIA磺酸钠注射液的保护作用及机制。  方法:  高通量测序:  1.用高血压病血瘀证(气滞血瘀型、气虚血瘀型、寒凝血瘀型、热结血瘀型),高血压病非血瘀证患者和健康人血清干预人脐静脉血管内皮细胞,建立高血压病血瘀证血管内皮细胞损伤模型。  2.提取各组总RNA,采用Solexa高通量测序法和DGE测序原理对6组样本进行测序分析,筛选6组样本间的差异表达miRNA和mRNA;使用靶基因miRWalk预测软件对二者进行相关性的整合,并进行生物信息学分析,筛选与血瘀证相关miRNA和mRNA,qRT-PCR定量分析验证miRNA和mRNA的表达量,获取血瘀证相关的miRNA及其预测靶基因。  体外实验:  1.双荧光素酶活性靶标检测验证miRNA及其预测靶基因的靶标关系。  2.采用脂质体LipofectamineTM2000体外细胞转染功能验证miR-1283对人脐静脉血管内皮细胞中NO,ET,vWF,TM,EPCR的表达量及内质网应激PERK/ATF4信号通路相关mRNA和蛋白表达量变化的影响。  体内实验:  1.48只昆明小鼠。SPF级,随机分为正常组,阴性对照组。miR-1283 antagomir组,4-PBA组,丹参酮IIA磺酸钠注射液高剂量组和低剂量组。miR-1283 antagomir组,4-PBA组,丹参酮IIA磺酸钠注射液高剂量和低剂量组尾静脉注射miR-1283 antagomir;阴性对照组尾静脉注射miRNA antagomir negative,正常组尾静脉注射等量生理盐水,连续注射3天;3天后,4-PBA组予以4-PBA灌胃,丹参酮IIA磺酸钠高剂量组和低剂量组腹腔注射丹参酮IIA磺酸钠注射液,其它各组均予以等量蒸馏水灌胃21天。连续灌胃21天后于第22天行小鼠断头采血,离心取血清;并取出小鼠的心脏和肾脏组织。  2. NO一步法和ET酶联免疫法(ELISA)分别检测各组小鼠血清NO和ET含量;匀浆组织,使用qRT-PCR和Westernblot检测小鼠心脏和肾脏组织中内质网应激PERK/ATF4细胞凋亡信号通路相关mRNA和蛋白表达量变化;TUNEL试剂盒检测小鼠心脏和肾脏组织细胞凋亡水平;Caspase-3活性检测试剂盒检测小鼠心脏和肾脏组织中Caspase-3的活性表达。  结果:  高通量测序结果:  1.利用DGE和Solexa测序原理进行mRNA和miRNA测序分析结果显示:高血压病血瘀证(气滞血瘀型、气虚血瘀型、寒凝血瘀型、热结血瘀型)与高血压病非血瘀证组之间mRNA和miRNA存在显著差异。  2.高血压病血瘀证(气滞血瘀型、气虚血瘀型、寒凝血瘀型、热结血瘀型)与高血压病非血瘀证之间差异表达显著的基因群中发现有ATF4、ATF3、DDIT3、TRIB3、CEBPB、JUN等多个基因及信号通路均与内质网应激相关。  3. miRNA与 mRNA联合分析结果显示 ATF4与 miR-1283。DDIT3与miR-769-5p、miR-222*,CEBPB与miR-423-5p、miR-19a、miR-147b,JUN与miR-429存在负向协同作用。  体外实验结果:  1.双荧光素酶活性靶标检测结果显示:miR-1283和ATF4基因有确切的靶标关系;而DDIT3与miR-769-5p的靶标关系不确定。  2.转染后细胞上清液分泌NO、ET、vWF、TM和EPCR检测结果显示:与对照组比较,miR-1283 mimic可使NO水平上升(P<0.05),ET、vWF、TM和EPCR降低(P<0.05);ATF4质粒过表达组结果与之相反(P<0.05),结果有统计学意义。  3. qRT-PCR检测结果显示:与对照组比较,miR-1283 mimic可降低ATF4、CHOP、GRP78和PERK mRNA表达量(P<0.05);ATF4质粒过表达组结果与之相反(P<0.05),结果有统计学意义。  4. Westerblot检测结果显示:与对照组比较,miR-1283 mimic可使PERK、ATF4、elF2α、p-elF2α和CHOP蛋白表达量下降(P<0.05);ATF4质粒过表达组结果与之相反(P<0.05),结果有统计学意义。  体内实验结果:  1.小鼠血清NO、ET检测结果显示:与对照组比较,miR-1283 antagomir组、4-PBA组、丹参酮ⅡA磺酸钠注射液高剂量组和低剂量组NO水平降低(P<0.05),ET升高(P<0.05);与miR-1283 antagomir组比较,4-PBA组和丹参酮ⅡA磺酸钠注射液高剂量组NO水平升高(P<0.05),ET降低(P<0.05),结果有统计学意义。  2. qRT-PCR检测结果显示:与对照组比较,miR-1283 antagomir组小鼠心脏和肾脏组织ATF4、CHOP、PERK、eIF2α、BAX mRNA表达量升高,BCL2 mRNA表达量降低(P<0.05);与miR-1283 antagomir组比较,4-PBA、丹参酮ⅡA磺酸钠注射液高剂量组、丹参酮ⅡA磺酸钠注射液低剂量组小鼠心脏和肾脏组织中ATF4、CHOP、GRP78、PERK mRNA表达量降低,BCL2 mRNA表达量升高(P<0.05),结果有统计学意义。  3. Westerblot检测结果显示:与对照组比较,小鼠心脏和肾脏组织PERK、ATF4、elF2a、p-elF2a、BAX和CHOP蛋白表达量在miR-1283 antagomir组呈上升趋势(P<0.05),蛋白BCL2呈下降趋势(P<0.05);与miR-1283 antagomir组比较,4-PBA、丹参酮ⅡA磺酸钠注射液高剂量组和低剂量组小鼠心脏和肾脏组织中PERK、ATF4、elF2a、p-elF2a、BAX和CHOP蛋白表达量下降,蛋白BCL2上升(P<0.05),结果有统计学意义。  4. Caspase-3活性检测结果显示:与对照组比较,小鼠心脏和肾脏组织caspase-3活性在miR-1283 antagomir组呈上升趋势(P<0.05);与miR-1283 antagomir组比较,4-PBA、丹参酮ⅡA磺酸钠注射液高剂量组和低剂量组小鼠心脏和肾脏组织中caspase-3活性下降(P<0.05),结果有统计学意义。  5. TUNEL检测结果:与对照组比较,miR-1283 antagomir加重小鼠心脏和肾脏组织细胞凋亡(P<0.05);4-PBA、丹参酮ⅡA磺酸钠注射液高剂量组和低剂量组小鼠心脏和肾脏组织中细胞凋亡较 miR-1283 antagomir组明显减少(P<0.05),结果有统计学意义。  结论:  1.高血压病血瘀证与高血压病非血瘀证miRNA及mRNA存在差异,且表达差异显著基因主要集中在内质网应激通路上。  2.荧光素酶靶标验证显示ATF4是miR-1283的靶基因。  3.体内外实验发现miR-1283抑制和ATF4过表达可加重血管内皮损伤,从而在血瘀证形成中起作用;而miR-1283模拟物和丹参酮ⅡA磺酸钠注射液可减轻血管内皮细胞损伤,改善血瘀证相关指标;其机制与miR-1283调控靶基因ATF4作用于内质网应激PERK/ATF4细胞凋亡信号通路相关。
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