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目的:本实验主要是为了探讨长链非编码RNA HEM2ATM(long non-coding RNA HEM2ATM)调控脂肪组织代谢性炎症和胰岛素抵抗(IR)的作用及机制。方法:第一部分探讨小鼠骨髓源性巨噬细胞(BMDMs)和脂肪组织巨噬细胞(ATMs)中lncRNA HEM2ATM在炎症环境下的表达变化。磁珠分选WT小鼠脂肪组织ATMs,qRT-PCR及FISH检测lncRNA HEM2ATM的分布。分离野生型C57BL/6小鼠(WT)BMDMs,磁珠分选WT小鼠脂肪组织ATMs,qRT-PCR检测脂多糖(LPS)/棕榈酸(PA)孵育后WT小鼠BMDMs和ATMs中lncRNA HEM2ATM的表达变化。WT小鼠喂饲6周、12周和18周高脂饲料(HFD),qRT-PCR检测ATMs中lncRNA HEM2ATM的表达变化。第二部分探讨过表达/抑制lncRNA HEM2ATM对ATMs功能的影响。构建HEM2ATM条件性髓系细胞过表达(HEM2ATM+/+)小鼠,分选ATMs用于实验。分选正常野生型小鼠ATMs,反义寡核酸ASO转染抑制lncRNA HEM2ATM表达。将过表达/抑制lncRNA HEM2ATM的ATMs分别孵育LPS和PA,qRT-PCR检测TNF-α和IL-6的mRNA表达。第三部分探讨lncRNA HEM2ATM在肥胖小鼠脂肪组织代谢性炎症和IR中的作用。6周龄的雄性WT小鼠及HEM2ATM+/+小鼠随机分为高脂饮食组(HFD)和对照组(ND),即共分为4组:WT+ND,HEM2ATM+/++ND,WT+HFD,HEM2ATM+/++HFD组。每周记录小鼠体重,每两周测小鼠随机血糖。12周后行腹腔注射葡萄糖耐量实验、胰岛素耐量实验。分离小鼠附睾脂肪组织,HE染色测定脂肪细胞面积,F4/80染色检测巨噬细胞浸润程度,酶联免疫吸附法(ELISA)检测脂肪组织炎症因子TNF-α、IL-6和IL-1β表达,免疫印迹检测脂肪组织Akt蛋白和其磷酸化状态。分选ATMs后进行流式细胞分析,用来检测巨噬细胞极化相关的标志CD11c(M1)和CD206(M2)表达,荧光定量PCR检测M1型巨噬细胞极化标志物(iNOS、TNF-α和IL-6)表达。第四部分探讨lncRNA HEM2ATM可能的作用机制。RNA pull-down实验及RNA免疫共沉淀(RIP)预实验表明lncRNA HEM2ATM特异性与核内不均一核糖核蛋白U(hnRNP U)结合。(1)分离WT小鼠BMDMs,应用ASO抑制hnRNP U后,qRT-PCR和ELISA检测LPS刺激后TNF-α和IL-6表达和分泌变化。(2)WT小鼠BMDMs抑制lncRNA HEM2ATM+沉默hnRNP U表达后,qRT-PCR和ELISA检测LPS刺激后TNF-α和IL-6表达和分泌变化。(3)抑制lncRNA HEM2ATM后,放线菌素D抑制细胞内基因转录,检测小鼠单核巨噬细胞白血病细胞(RAW264.7)中TNF-α和IL-6 mRNA半衰期。(4)构建有/无缺失3’-UTR中AREs序列的TNF-α和IL-6荧光素酶报告基因质粒,分别与ASO-hnRNP U、ASO-lncRNA HEM2ATM和ASO-lncRNA HEM2ATM+ASO-hnRNP U共同转染RAW264.7细胞48小时后,检测细胞内荧光素酶活性。(5)分选高脂喂饲WT小鼠及HEM2ATM+/+小鼠ATMs,检测ATMs细胞质及细胞核中hnRNP U蛋白表达水平。同时,采用免疫荧光技术检测hnRNP U蛋白的表达及分布变化。结果:(1)LncRNA HEM2ATM主要分布在巨噬细胞核内,其在LPS及PA孵育的巨噬细胞以及肥胖小鼠的ATMs中表达下调。(2)LncRNA HEM2ATM能够调控巨噬细胞炎症因子TNF-α和IL-6表达。过表达巨噬细胞中的lncRNA HEM2ATM能抑制炎症因子TNF-α和IL-6表达,抑制巨噬细胞中的lncRNA HEM2ATM可以促进炎症因子TNF-α和IL-6的表达。(3)高脂饮食诱导WT小鼠糖耐量异常,胰岛素释放功能减弱。高脂饲养的野生型小鼠附睾脂肪组织中脂肪细胞肥大,形态发生改变,巨噬细胞浸润明显增加,脂肪组织炎症因子TNF-α、IL-6及IL-1β增加,ATMs中M1型巨噬细胞比值增加,M2型巨噬细胞比值降低。HEM2ATM+/+小鼠上述症状减轻。(4)RNA pull-down及RIP实验表明lncRNA HEM2ATM特异性与hnRNP U结合。hnRNP U可正向调控炎症因子TNF-α和IL-6表达。LPS刺激下,抑制hnRNP U降低TNF-α和IL-6表达和分泌,同时抑制lncRNA HEM2ATM阻断hnRNP U下调的TNF-α和IL-6表达和分泌。(5)LncRNA HEM2ATM影响TNF-α和IL-6 mRNA稳定性。抑制lncRNA HEM2ATM上调TNF-α和IL-6 mRNA水平,半衰期延长。(6)LncRNA HEM2ATM可通过hnRNP U靶向AREs序列调控TNF-α和IL-6水平。双荧光素酶显示:当与含有AREs序列的TNF-α和IL-6质粒共同转染时,抑制lncRNA HEM2ATM后TNF-α和IL-6荧光素酶活性升高,沉默hnRNP U后TNF-α和IL-6荧光素酶活性降低,抑制lncRNA HEM2ATM+沉默hnRNP U后TNF-α和IL-6荧光素酶活性降低但高于仅沉默hnRNP U后荧光素酶活性。当与缺乏AREs序列的TNF-α和IL-6质粒共同转染时,与对照组相比,抑制lncRNA HEM2ATM/hnRNP U,细胞荧光素酶活性均无显著改变。(7)高脂喂饲WT小鼠ATMs中,细胞核内hnRNP U含量降低,细胞质内hnRNP U含量上升;高脂喂饲的HEM2ATM+/+小鼠ATMs中,细胞核内hnRNP U含量增加,细胞质内hnRNP U含量明显下降。结论:LncRNA HEM2ATM在肥胖小鼠ATMs中表达下调。过表达巨噬细胞中的lncRNA HEM2ATM可以抑制肥胖小鼠脂肪组织中的炎症因子分泌并改善胰岛素抵抗。机制上,hnRNP U与炎症因子TNF-α和IL-6 mRNA 3’UTR区域AREs序列结合保持其mRNA稳定性。LncRNA HEM2ATM结合hnRNP U,减少hnRNP U的胞浆转移,导致其维持mRNA稳定性的效应减弱,从而减少TNF-α和IL-6分泌。