miR--30b--5p对葡萄膜炎大鼠Notch信号通路调控及Th细胞分化的作用研究

来源 :山东中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:namizc
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目的:
  通过体内和体外实验探讨实验性自身免疫性葡萄膜炎(experimental autoimmune uveitis,EAU)大鼠中miR-30b-5p表达水平与Notch信号通路活化以及Th细胞分化之间的关系,阐释miR-30b-5p通过调控Notch信号通路相关分子的表达在葡萄膜炎发生发展中的作用机理,为临床应用小RNA分子治疗葡萄膜炎提供理论依据。
  方法:
  通过双荧光素酶表达报告系统,探讨miR-30b-5p对Notch1和Dll4基因表达的调控作用。首先在Lewis大鼠的躯干上皮下、后肢两足垫及腹壁两侧各点分别均匀注射200μL含光感受器间维生素A结合蛋白(interphotoreceptor retinoid-binding protein,IRBP)、结核菌素(tuberculin,TB),完全弗氏佐剂(Freunds adjuvant,CFA)和无菌磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffer saline,PBS)的乳糜液,诱导EAU,正常对照(normal control,NC)组大鼠注射等体积的TB和CFA的乳糜液。在体内实验部分,首先将携带miR-30b-5p和携带miR-30b-5p空载体(miR-30b-5p-N)的慢病毒分别注射于EAU大鼠脾脏进行干预处理。Genesis-D眼部照相机每日观察各组大鼠眼部炎症表现,并于免疫后第12d分别将各组大鼠同侧眼球摘取并制备切片,苏木素-伊红(hematoxylin-eosin staining,H&E)染色法观察各组大鼠视网膜和睫状体的病理学变化;透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)法观察各组大鼠的脾脏、淋巴结和眼组织的线粒体等细胞器的变化情况;分离免疫后12d的各组大鼠眼组织,通过Notch信号通路PCR Array分析与Notch信号通路调控网络相关的84个基因的变化情况,通过Th17细胞应答PCR芯片分析与Th17调控网络相关的84个基因的变化情况。实时荧光定量PCR(quantitative polymerase chain reaction,Q-PCR)和酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)分别检测各组织中Notch1、Dll4、IL-10和IL-17基因和蛋白水平的表达;流式细胞仪检测各组织中T淋巴细胞中Th细胞水平的变化情况;免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)和WesTM全自动蛋白表达分析系统分别检测各组织中Notch1和Dll4蛋白的表达情况;在体外实验部分,首先分离免疫后12d的各组大鼠脾脏、淋巴结和眼组织,收集T淋巴细胞,然后分别用携带miR-30b-5p慢病毒、miR-30b-5p空载体慢病毒、Notch信号通路抑制剂DAPT和Notch信号通路抑制剂阴性对照DMSO进行干预处理并培养72h。Q-PCR和ELISA分别检测各组T淋巴细胞中Notch1、Dll4、IL-10及IL-17基因和蛋白水平表达的变化。流式细胞仪检测各组织T淋巴细胞中CD4+/CD8+,Th17/Treg比例的变化情况。
  结果:
  双荧光素酶表达报告检测发现,miR-30b-5p对Notch1和Dll4基因野生型的RLU值与对照组相比显著下调,Notch1和Dll4基因突变型载体中的RLU值表达水平未见明显改变,提示Notch1和Dll4为miR-30b-5p调控的靶基因。在体内慢病毒感染实验中,免疫后12d,Genesis-D眼部相机观察发现,EAU组和miR-30b-5p-N组大鼠免疫后12d眼部炎症严重,均表现为瞳孔膜闭,积脓和虹膜严重血管扩张充血。miR-30b-5p组大鼠眼部炎症明显轻于EAU组和miR-30b-5p-N组,仅表现为轻度虹膜血管充血。根据临床炎症评分标准显示EAU组大鼠炎症评分为(3.82±0.16),miR-30b-5p-N组大鼠炎症评分为(3.56±0.31),miR-30b-5p组大鼠炎症评分为(2.53±0.37),炎症明显轻于EAU组和miR-30b-5p-N组(均为P<0.05)。组织病理学检查显示,NC组大鼠眼部组织结构清晰;EAU组与miR-30b-5p-N组大鼠睫状体和视网膜内见大量炎性细胞浸润,眼组织结构紊乱;miR-30b-5p-N组大鼠睫状体和视网膜仅表现为轻中度炎性细胞浸润。透射电镜观察发现,相比于NC组,EAU组及miR-30b-5p-N组大鼠各组织超微结构表现为线粒体出现空泡状及膜破损现象,核周间隙增宽,粗面内质网扩张,细胞核固缩。而miR-30b-5p组各组织超微结构则线粒体未出现明显空泡、膜破损现象,也未见显著核固缩。Notch信号通路PCR Array分析发现,与NC组比较,EAU模型组差异表达mRNA共20个,其中上调基因4个、下调基因16个;miR-30b-5p组差异表达mRNA共18个,其中上调基因4个、下调基因14个;miR-30b-5p-N组差异表达mRNA共14个,其中上调基因3个、下调基因11个。Th17细胞应答PCR芯片检测发现,与NC组比较,EAU组差异表达mRNA共32个,其中上调基因14个、下调基因18个;miR-30b-5p组差异表达mRNA共23个,其中上调基因4个、下调基因19个;miR-30b-5p-N组差异表达mRNA共16个,其中上调基因2个、下调基因14个。Q-PCR检测结果发现,相比于NC组,EAU组和miR-30b-5p-N组大鼠脾脏、淋巴结及眼组织中Notch1、Dll4、IL-10和IL-17明显上调表达,miR-30b-5p组大鼠的各组织中Notch1、Dll4、IL-10和IL-17也均呈上调表达,但Notch1、Dll4和IL-17的表达水平明显低于EAU组和miR-30b-5p-N组,IL-10的表达水平明显高于EAU组和miR-30b-5p-N组(均为P<0.05)。ELISA检测结果发现,相比于EAU组,miR-30b-5p组大鼠脾脏、淋巴结和眼组织中Notch1、Dll4及IL-17蛋白水平呈现明显的下调表达,IL-10蛋白水平上调(均为P<0.05);miR-30b-5p-N组与EAU组比较无统计学差异。流式细胞仪检测表明,与EAU组相比,miR-30b-5p组CD4+T细胞和Th17细胞水平显著降低,CD4+/CD8+和Th17/Treg比值也显著降低(均为P<0.05)。miR-30b-5p-N组与EAU组比较差异无显著性(P>0.05)。IHC及WesTM全自动蛋白表达分析系统检测结果均显示,相比于NC组,EAU组、miR-30b-5p组以及miR-30b-5p-N组大鼠脾脏、淋巴结和眼组织中Notch1和Dll4蛋白表达水平呈现明显的上调表达(均为P<0.05);相比于EAU组,miR-30b-5p组大鼠各组织中Notch1和Dll4蛋白表达水平呈现下调(均为P<0.05);而miR-30b-5p-N组与EAU组比较无统计学差异;在体外慢病毒感染实验中,Q-PCR检测结果发现,免疫后12d,相比于NC组,EAU组、miR-30b-5p组和miR-30b-5p-N组大鼠各组织T淋巴细胞中Notch1、Dll4、IL-10和IL-17明显上调表达,但miR-30b-5p组的各组织T淋巴细胞中Notch1、Dll4和IL-17的表达水平明显低于EAU组和miR-30b-5p-N组,IL-10的表达水平明显高于EAU组(均为P<0.05);ELISA检测结果显示各组T淋巴细胞的Notch1、Dll4、IL-10和IL-17的蛋白表达水平与基因水平基本一致。流式细胞仪检测表明,EAU组、miR-30b-5p组及miR-30b-5p-N组Th17水平明显高于NC组。与EAU组相比,miR-30b-5p组Th17水平均显著降低,CD4+/CD8+和Th17/Treg比值显著降低(均为P<0.05),比例趋向平衡。miR-30b-5p-N组与EAU组无显著性差异。
  结论:
  miR-30b-5p的下调表达可使其调控的Notch1和Dll4靶基因的表达水平显著升高,活化Notch信号通路,使CD4+/CD8+和Th17/Treg比例发生紊乱。miR-30b-5p可下调Notch1和Dll4等Notch信号通路相关分子的表达,抑制Notch信号通路的活化,使CD4+/CD8+和Th17/Treg比例趋向平衡,从而影响葡萄膜炎的发生发展。此外,DAPT可有效抑制Notch信号通路相关分子的表达及Th细胞的分化。本研究通过探讨葡萄膜炎发生与miR-30b-5p调控Notch信号通路相关基因表达水平之间的关系,阐释miR-30b-5p通过抑制Notch信号通路活化和影响Th细胞分化,促进全身和眼内免疫环境双平衡治疗葡萄膜炎的作用机理,为临床治疗葡萄膜炎提供新的思路及理论依据。
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