环状RNA hsa_circ_0007762调控ERK1/2通路干预肺纤维化的机制研究

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目的近年的研究揭示环状RNA(circular RNA,circ RNA)参与了特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)发病过程的调节。本实验旨在体外验证circ RNA hsa_circ_0007762对Ⅱ型肺泡上皮细胞(alveolar epithelial typeⅡcells,AEC2s)或成纤维细胞增殖、迁移及凋亡的影响。进而在明确hsa_circ_0007762对纤维化表型调控的前提下,进一步研究其对细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase,ERK)1/2通路及自噬的影响。方法通过生物信息学进行hsa_circ_0007762信息及靶基因分析。依靠实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative real time polymerase chain reaction,RT-q PCR)检验转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)处理的人肺泡上皮细胞系A549或肺成纤维细胞系HFL1中hsa_circ_0007762和miR-18a-5p的变化。荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)明确hsa_circ_0007762的亚细胞定位。通过转染小干扰RNA(si-circ_0007762)或质粒(p LV-circ_0007762)构建hsa_circ_0007762敲减或过表达模型。在敲减和过表达后,分别使用细胞计数试剂-8(cell counting kit-8,CCK-8)、划痕实验和流式细胞术比较A549及HFL1细胞增殖、迁移及凋亡改变。RT-q PCR检验hsa_circ_0007762与miR-18a-5p表达间的联系。双荧光素酶报告基因实验评估hsa_circ_0007762与miR-18a-5p、miR-18a-5p与丝裂原活性蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)-1(即ERK2)的结合作用。采取Western blot法检测对照组(Control)组、TGF-β1组、TGF-β1+si-NC组、TGF-β1+si-circ_0007762组、TGF-β1+p LV-NC组、TGF-β1+p LV-circ_0007762组、TGF-β1+si-circ_0007762+miR-NC组和TGF-β1+si-circ_0007762+miR-18a-5p inhibitor组纤维化相关蛋白、ERK1/2通路蛋白及自噬相关蛋白的表达。结果(1)hsa_circ_0007762在A549及HFL1细胞体外模型中显著升高,而miR-18a-5p的表达则降低。FISH显示在A549及HFL1细胞中,hsa_circ_0007762在细胞质的分布多于细胞核。(2)在细胞增殖、迁移和凋亡方面,hsa_circ_0007762抑制A549细胞的增殖、迁移的同时促进其早期凋亡(P<0.05),却正调控HFL1细胞的增殖、迁移的同时缓解其早期凋亡(P<0.05)。(3)RT-qPCR强调hsa_circ_0007762与miR-18a-5p水平存在相互抑制关系。荧光素酶实验结果显示在hsa_circ_0007762野生型载体中,过表达miR-18a-5p减弱了荧光素酶活性(P<0.05)。在MAPK1野生型载体中,miR-18a-5p mimics同样降低了荧光素酶活性(P<0.05)。(4)Western blot检测纤维化标志蛋白结果显示,在A549和HFL1细胞中,较Control组,TGF-β1组通过增强α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、Ⅰ型胶原蛋白(collagenⅠ)的表达,抑制A549细胞E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达,诱导纤维化表型(P<0.05)。TGF-β1+si-circ_0007762组较TGF-β1+si-NC组,α-SMA、collagenⅠ的表达受抑制,E-cadherin上调(P<0.05),纤维化表型减弱;而TGF-β1+p LV-circ_0007762组较TGF-β1+p LV-NC组变化则进一步增强纤维化表型(P<0.05)。此外,TGF-β1+si-circ_0007762+miR-18a-5p inhibitor组较TGF-β1+si-circ_0007762+miR-NC组,促进α-SMA、collagenⅠ的表达,抑制了E-cadherin表达(P<0.05),表明hsa_circ_0007762是通过miR-18a-5p实现对纤维化表型的诱导。(5)Western blot检测ERK1/2通路蛋白和自噬相关蛋白显示,在A549和HFL1细胞中,TGF-β1促进磷酸化ERK1/2(phospho-ERK1/2,p-ERK1/2)和微管相关蛋白1轻链3β(microtubule-associated protein 1 light chain 3β,LC3B)-Ⅱ/Ⅰ的表达,抑制了p62的表达(P<0.05),ERK1/2通路活化同时自噬得到激活。敲减hsa_circ_0007762通过抑制p-ERK1/2、LC3B-Ⅱ/Ⅰ表达而促进p62表达,抑制了ERK1/2通路活化同时抑制自噬(P<0.05);相反,过表达hsa_circ_0007762进一步活化了ERK1/2通路并强化自噬(P<0.05)。此外,miR-18a-5p inhibitor通过促p-ERK1/2和LC3B-Ⅱ/Ⅰ而抑制p62表达挽救了hsa_circ_0007762敲减对ERK1/2通路和自噬的抑制效应(P<0.05)。各组间总ERK1/2蛋白差异无统计学意义(P>0.05)。结论hsa_circ_0007762对AEC2s和成纤维细胞增殖、迁移及凋亡方面具有差异性影响,并能通过miR-18a-5p/MAPK1轴,激活ERK1/2通路促进肺纤维化表型和自噬。研究结果可能为IPF诊断和治疗提供新的分子机制与靶点。
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