lncRNA-TUG1通过影响线粒体功能紊乱和炎症反应在缺氧心肌细胞中的作用及机制研究

来源 :桂林医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuhai2009
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目的:1、探究lncRNA-TUG1在缺氧心肌细胞中的作用;2、探讨以lncRNA-TUG1为靶点改善缺氧心肌细胞的线粒体功能紊乱和炎症反应的调控机制。方法:构建si-HIF-1α和对照质粒si-NC,分别转染至心肌细胞系HL-1细胞内。各细胞分为normoxia对照组、hypoxia组、hypoxia+si NC组、hypoxia+si HIF-1α组。将normoxia组置于常氧状态(O2为21%),其余组置于缺氧状态(O2<3%)培养24 h建立缺氧模型。采用WB检测HIF-1α蛋白水平;采用q PCR分析lncRNA-TUG1的表达情况;采用荧光素酶报告基因验证HIF-1α对TUG1的转录活性的影响。构建沉默质粒si-TUG1和对照空载组si-NC,构建si TUG1 HL-1细胞、si NC HL-1细胞,将细胞分为normoxia组、hypoxia组、hypoxia+si NC组和hypoxia+si TUG1组,并构建细胞缺氧模型。运用CCK-8分析细胞增殖,ELISA测定培养基上清中的心肌坏死标记物:肌钙蛋白I(c Tn I)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、肌红蛋白(MYO)等。进而运用WB检测各组细胞中线粒体生物合成相关蛋白PGC-1、Tfam、NRF1的表达水平;采用定量PCR检测各组细胞的线粒体生物合成相关的PGC-1、Tfam、NRF1及炎症因子IL-6、IL-1β、TNF-α的表达情况;ELISA试剂盒测各组细胞中炎症因子IL-6、IL-1β、TNF-α的释放情况。正态分布的计量资料以均数±标准差(mean±SD)表示,两组间比较用t检验,两组以上采用单因素方差分析(one-way ANOVA),当P<0.05时差异有统计学意义。结果:Western Blot检测HIF-1α的表达情况,结果表明,与normoxia组相比,hypoxia组、hypoxia+si NC组的HIF-1α蛋白的表达显著上调(图1,***P<0.001),而hypoxia+si HIF-1α组中HIF-1α蛋白表达有所减少。RT-q PCR分析lncRNA-TUG1的表达情况,结果发现,相比normoxia组,hypoxia组、hypoxia+si NC组的lncRNA-TUG1的表达水平明显增加(图2,***P<0.001),而沉默HIF-1α组,lncRNA-TUG1表达有所回落。荧光素酶报告基因检测显示HIF-1α对lncRNA-TUG1启动子区具有结合作用(图3,**P<0.01)。构建lncRNA-TUG1沉默的HL-1细胞(si TUG1 HL-1细胞)、si NC对照HL-1细胞(si NC HL-1细胞)并缺氧造模。收集细胞,CCK-8分析细胞活力,结果提示,与normoxia组相比,缺氧时心肌细胞增殖能力显著降低(图4,***P<0.001),而lncRNA-TUG1表达下调时可以逆转缺氧引起的HL-1细胞增殖能力降低。化学发光法检测其中心肌坏死的指标,结果发现,相比normoxia组,hypoxia组、hypoxia+si NC组的心肌坏死标记物肌钙蛋白I(c Tn I)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、肌红蛋白(MYO)均明显升高(图5,***P<0.001),下调lncRNA-TUG1组的上述指标均有所回落。WB分析各组细胞中线粒体生物合成相关蛋白PGC-1、Tfam、NRF1的表达情况,结果看出,与normoxia组相比,hypoxia组、hypoxia+si NC组的PGC-1、Tfam、NRF1的蛋白表达明显降低(图6,***P<0.001),而沉默lncRNA-TUG1组的PGC-1、Tfam、NRF1表达水平均有所恢复;q PCR检测其线粒体生物合成相关PGC-1、Tfam、NRF1的m RNA水平,结果证实,与WB结果一致(图7,**P<0.01,***P<0.001),提示TUG1沉默能够抑制缺氧引起的线粒体功能紊乱,恢复线粒体的功能。PCR检测各组细胞的炎症因子IL-6、IL-1β、TNF-α表达水平,结果说明,与normoxia组相比,hypoxia组、hypoxia+si NC组中炎症因子IL-6、IL-1β、TNF-α有显著升高(图8,**P<0.01,***P<0.001),然而抑制lncRNA-TUG1,炎症因子IL-6、IL-1β、TNF-α表达均有所回落;ELISA检测炎症因子IL-6、IL-1β、TNF-α的释放情况,结果发现,与q PCR检测结果一致(图9,*P<0.05,***P<0.001),以上结果证实,TUG1沉默能够抑制缺氧引起的炎症反应,下调lncRNA-TUG1可以改善缺氧心肌细胞的炎症反应。结论:在心肌细胞缺氧时,乏氧诱导的HIF-1α转录调控lncRNA-TUG1的表达。lncRNA-TUG1参与缺氧心肌细胞的线粒体功能和炎症反应的调控。下调lncRNA-TUG1,可以通过改善缺氧心肌细胞的线粒体功能紊乱和炎症反应,从而减轻缺氧心肌细胞的损伤,有望为心肌梗死的治疗提供新的靶点和思路。
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