E2F2在类风湿性关节炎滑膜炎症中的作用及其机制研究

来源 :济南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenzy43111
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目的:  1.探讨E2F2对类风湿性关节炎滑膜炎症的调控及其机制;  2.探讨E2F2对类风湿性关节炎滑膜成纤维细胞自噬的调控及其机制。  方法:  1.设计并合成靶向E2F2和STAT1的small interfering RNA(siRNA),转染类风湿性关节炎滑膜成纤维细胞(RASFs)以沉默E2F2的表达,以转染negative siRNA(NC)为阴性对照;构建过表达E2F2,STAT1的重组腺病毒载体;RT-qPCR和Western Blot检测E2F2和STAT1的表达。  2.构建E2F2基因编辑小鼠,传代并鉴定获取E2F2双敲(E2F2-/-)和野生型(WT)小鼠。取8周龄小鼠用Ⅱ型胶原诱导成CIA模型;对小鼠关节肿胀程度进行评分;HE染色和番红固绿染色检测不同基因型小鼠的关节损坏情况;取13.5天E2F2基因编辑小鼠的胚胎,进行鉴定和体外原代培养,获取小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs);ELISA和RT-qPCR检测LPS刺激下E2F2-/-和WT小鼠血清中炎症因子IL-1α,IL-1β和TNF-α的表达。  3.采用RNA-seq,RT-qPCR和Western Blot检测E2F2调控的基因和通路;染色质免疫共沉淀(ChIP)和双荧光素酶报告载体证明E2F2是否与促炎因子启动子区结合;使用核浆分离和免疫荧光实验检测E2F2对促炎分子入核的影响;RT-qPCR检测基因或通路的改变对IL-1α,IL-1β和TNF-α表达的影响。  4.分析RNA-seq数据,筛选RASFs中E2F2参与调控的可能与自噬相关的分子;通过siRNA抑制RASFs和MEFs细胞中E2F2的表达,或通过腺相关病毒上调E2F2的表达,采用Western Blot,免疫荧光和透射电镜方法观察E2F2对自噬的调控。RT-qPCR筛选E2F2显著调控的自噬相关基因;ChIP-PCR和双荧光素酶报告基因确定E2F2对筛选出的基因有无直接调控作用;Western Blot检测高表达E2F2并抑制ATG9A后自噬的变化。  5.GST-Pull-down和质谱的方法筛选E2F2相互结合蛋白,Co-IP和免疫荧光共定位进一步确定蛋白之间的相互结合;Western Blot,免疫荧光和透射电镜等方法检测E2F2相互结合蛋白EIF5A对自噬的影响。  6.RT-qPCR和Western Blot确定E2F2结合蛋白EIF5A对ATG9A的调控作用;ChIP-PCR确定E2F2和EIF5A与ATG9A启动子区的结合位点;使用siRNA抑制E2F2的表达后再分别加入不同浓度的EIF5A质粒,使用双荧光素酶报告检测ATG9A的转录活性;同样的方法使用siRNA抑制E2F2相互作用蛋白EIF5A的表达后分别加入不同浓度的E2F2质粒,使用双荧光素酶报告基因检测ATG9A的转录活性。  结果:  1.利用E2F2基因敲除小鼠发现E2F2敲除能够显著抑制CIA的发生率、严重程度、炎性胞聚集、软骨破坏以及外周血中炎性因子的含量。在E2F2-/-的MEFs中IL-1α,IL-1β和TNF-α的表达和分泌显著下降。  2.通过ChIP-PCR、双荧光素酶报告基因检测和RT-qPCR发现E2F2能够直接结合到STAT1的启动子区进而调控STAT1入核最终促进IL-1α,IL-1β和TNF-α的表达和分泌。但是在RASFs中单独抑制E2F2对IL-1α,IL-1β和TNF-α的抑制效果要显著强于单独抑制STAT1,而干扰掉STAT1并不能完全逆转过表达E2F2对炎性因子的上调作用,因此推测除STAT1之外,尚存在其它介导E2F2致炎作用的通路。  3.对E2F2敲低RASFs的RNA-seq数据进行分析,并用体外实验进一步证实E2F2能够显著调控PI3K/AKT/NF-κB通路的激活。接下来通过查阅文献发现PI3K/AKT/NF-κB通路上游的关键分子Myd88可能介导了E2F2的致炎作用。用JASPAR数据库预测结合ChIP-PCR和双荧光素酶报告发现E2F2能够直接结合到Myd88启动子区显著调控Myd88的转录和翻译促进PI3K/AKT/NF-κB通路的激活最终促进炎性因子的表达。有趣的是发现STAT1和Myd88以复合体的形式存在,E2F2能够直接结合到STAT1和Myd88的启动子区进而促进STAT1和Myd88-PI3K/AKT/NF-κB通路的激活,进而促进IL-1α,IL-1β和TNF-α等炎性因子的表达。  4.进一步分析RNA-seq数据发现E2F2可能与自噬相关。Western Blot,免疫荧光和透射电镜均显示干扰E2F2能够显著抑制RASFs自噬。为了进一步探讨E2F2调控自噬的机制,对芯片中的差异基因进一步筛选,发现E2F2能够显著调控的自噬相关分子ATG9A的表达。通过ChIP-PCR和双荧光素酶报告基因法证实E2F2能够直接结合到ATG9A的启动子区进而促进RASFs自噬。接下来通过GST-Pull down和质谱的方法筛选出与E2F2结合的EIF5A蛋白,并通过Co-IP和免疫共定位进一步发现50ng/mLTNF-α能够显著上调EIF5A的表达及其与E2F2的相互结合。Western Blot、免疫荧光和透射电镜结果显示干扰EIF5A能够显著抑制RASFs中的自噬。进一步研究发现,EIF5A能够调控ATG9A的转录和翻译,并且ATG9A也参与了EIF5A对自噬的调控。Western Blot,双荧光素酶报告基因和RT-qPCR结果显示E2F2和EIF5A可以协同促进ATG9A的转录。在干扰掉E2F2表达的细胞中,加入不同浓度的EIF5A质粒不能显著调高ATG9A的转录活性,而干扰掉EIF5A后加入不同浓度的E2F2质粒,一定程度上增加了TG9A的转录活性。  结论:  1.E2F2敲除能够显著抑制IL-1α,IL-1β和TNF-α等关键促炎因子的表达进而抑制胶原诱导关节炎的发生与发展,E2F2能够直接结合到STAT1和Myd88的启动子区促进STAT1-Myd88复合物的形成进而激活STAT1通路和Myd88-PI3K/AKT/NF-κB通路促进IL-1α,IL-1β和TNF-α等关键促炎因子的表达最终促进关节炎的进展。  2.E2F2能够直接结合到ATG9A的启动子区促进RASFs的自噬;E2F2及其相互作用蛋白EIF5A能够以复合体的形式结合到ATG9A的启动子区直接调控ATG9A的转录最终促进自噬;EIF5A作为翻译起始因子除了已知的翻译调控功能外还能够依赖于转录因子E2F2对转录进行调控。
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