趙振宇
摘要:目的? 探討miR-33表達(dá)與炎癥反應(yīng)的相關(guān)性。方法? 細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)人單核細(xì)胞(THP-1)48~72 h后傳代,傳至3代,加入100 ng/ml佛波醇(PMA)誘導(dǎo)24 h分化成為巨噬細(xì)胞。采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)不同濃度LPS(0、1、10、100 ng/ml)以及10 ng/ml LPS不同刺激時(shí)間(0、24、36、48 h)THP-1巨噬細(xì)胞miR-33表達(dá);另采用ELISA法檢測(cè)THP-1巨噬細(xì)胞中TNF-α、IL-6和MCP-1表達(dá)量,分析miR-33表達(dá)與炎癥反應(yīng)的相關(guān)性。結(jié)果? 隨著LPS濃度(0、1、10、100 ng/ml)增加,miR-33表達(dá)、TNF-α、IL-6和MCP-1水平逐漸增加,不同濃度組miR-33表達(dá)、TNF-α、IL-6和MCP-水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。隨著LPS刺激時(shí)間(0、24、36 h)延長(zhǎng),miR-33表達(dá)逐漸上調(diào)、TNF-α、IL-6和MCP-1水平逐漸增加,36 h達(dá)到高峰,48 h逐漸下降到正常,不同時(shí)間點(diǎn)miR-33表達(dá)、TNF-α、IL-6和MCP-1水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。Pearson相關(guān)性分析顯示,miR-33表達(dá)與TNF-α、IL-6和MCP-1呈正相關(guān)(P<0.05)。結(jié)論? THP-1細(xì)胞中miR-33表達(dá)與其炎癥反應(yīng)具有一定正相關(guān)性。
關(guān)鍵詞:內(nèi)毒素脂多糖;微小RNA;炎癥因子;單核細(xì)胞;膿毒癥
中圖分類號(hào):R631;Q291? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2020.02.020
文章編號(hào):1006-1959(2020)02-0073-03
Abstract:Objective? To investigate the correlation between miR-33 expression and inflammatory response. Methods? Human mononuclear cells (THP-1) were cultured in a cell culture incubator for 48 to 72 h and then passaged to passage 3, and 100 ng / ml phorbol (PMA) was added to induce macrophage differentiation for 24 h.Detection of THP-1 macrophages miR-33 at different concentrations of LPS (0,1,10,100 ng/ml) and 10 ng/ml LPS at different stimulation times (0,24,36,48 h) using real-time PCR expression; ELISA was used to detect the expression of TNF-α, IL-6 and MCP-1 in THP-1 macrophages, and the correlation between miR-33 expression and inflammatory response was analyzed.Results? With the increase of LPS concentration (0,1,10,100 ng/ml), the expression of miR-33, TNF-α, IL-6 and MCP-1 levels gradually increased. There were statistically significant differences in miR-33 expression, TNF-α, IL-6 and MCP- levels in different concentration groups(P<0.05).With the extension of LPS stimulation time(0,24,36 h), miR-33 expression gradually increased, TNF-α, IL-6 and MCP-1 levels gradually increased, peaked at 36 hours, and gradually decreased to normal at 48 h. There were statistically significant differences in miR-33 expression, TNF-α, IL-6 and MCP-1 levels at time points(P<0.05). Pearson correlation analysis showed that miR-33 expression was positively correlated with TNF-α, IL-6 and MCP-1(P<0.05).Conclusion? The expression of miR-33 in THP-1 cells has a positive correlation with its inflammatory response.
Key words:Endotoxin lipopolysaccharide;MicroRNA;Inflammatory factors;Monocytes;Sepsis
膿毒癥(sepsis)是一種由細(xì)菌、病毒、真菌及寄生蟲等各種病原微生物感染引起的全身性炎癥反應(yīng),其本質(zhì)是機(jī)體促炎性介質(zhì)過(guò)度釋放引起炎癥反應(yīng)失控,導(dǎo)致自身免疫性病理?yè)p傷,嚴(yán)重時(shí)可以發(fā)展為多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)[1]。膿毒癥臨床治療效果不佳、費(fèi)用高昂,預(yù)后差,已成為重癥監(jiān)護(hù)室非心臟病患者死亡的主要原因。近年來(lái)基于膿毒癥的病理生理,臨床采用了單克隆抗體來(lái)中和TNF-α、IL-6和MCP-1等炎癥因子新型生物療法,但其治療效果并不理想,因此有效預(yù)防、早期診斷及積極治療膿毒癥意義重大。微小RNA(microRNA,miRNA)是一種廣泛分布于真核細(xì)胞內(nèi)以及病毒中,長(zhǎng)度約為20~24個(gè)核苷酸的內(nèi)源性非編碼單鏈RNA分子[2,3]。有研究表明[4,5],miR-33a可以調(diào)控人外周血單核巨噬細(xì)胞靶基因ABCA1的表達(dá),參與機(jī)體脂質(zhì)代謝,介導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化形成。THP-1單核細(xì)胞在膿毒癥的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起著關(guān)鍵作用,而目前miR-33與THP-1細(xì)胞炎癥相關(guān)研究較少。本研究主要探討miR-33與TNF-α、IL-6及MCP-1表達(dá)水平的相關(guān)性,旨在探討其在膿毒血癥進(jìn)展中的意義,現(xiàn)報(bào)道如下。
1材料與方法
1.1細(xì)胞與試劑? 研究時(shí)間:2019年2~3月。細(xì)胞:THP-1(中科院細(xì)胞生物所細(xì)胞中心);脂多糖(LPS;Sigma,美國(guó));DMEM培養(yǎng)基、改良型RPMI-1640細(xì)胞培養(yǎng)基、Opti-MEM培養(yǎng)基(Gibco,美國(guó))。試劑:TNF-α、MCP-1、IL-6 Human ELISA試劑盒(深圳欣博盛生物科技有限公司)。
1.2細(xì)胞培養(yǎng)及分組? 細(xì)胞培養(yǎng):THP-1細(xì)胞于改良型RPMI-1640細(xì)胞培養(yǎng)基中,37℃、5% CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48~72 h后傳代,傳至3代,PI單染色法檢測(cè)THP-1細(xì)胞存活率。將處于對(duì)數(shù)期THP-1單核細(xì)胞以密度為1×106/ml種植于6孔板中,每孔鋪細(xì)胞懸液2 ml,并用100 ng/ml佛波酯(PMA)誘導(dǎo)24 h分化成貼壁的巨噬細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)分組:①THP-1巨噬細(xì)胞隨機(jī)分為4組,分別用不同濃度的LPS(0、1、10、100 ng/ml)誘導(dǎo)各組細(xì)胞24 h。②THP-1巨噬細(xì)胞隨機(jī)分為4組,濃度為10 ng/ml LPS誘導(dǎo)各組細(xì)胞不同時(shí)間(0、24、36、48 h)。
1.3方法
1.3.1 miR-33表達(dá)? 實(shí)時(shí)熒光定量PCR法檢測(cè)miR-33表達(dá):使用TRIzol法提取各組細(xì)胞沉淀中總RNA,紫外線分光光度定量,RNA/DNA微量分光光度計(jì)測(cè)定RNA純度。按Invitrogen逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)試劑盒說(shuō)明進(jìn)行RNA逆轉(zhuǎn)錄。cDNA合成過(guò)程采用miR-33s RT特異性構(gòu)建逆轉(zhuǎn)錄體系,miR-33 RT引物序列:5'-GTCGTATCCAGTGCGTGTCGTGGAGTCGGCAATTGCACTGGATACGACUUCACG-3';內(nèi)參照U6 RT引物序列:5'-CGCTTCACGAATTTGCGTGTCAT-3'。miR-33 PCR擴(kuò)增條件為:95℃,30 min;40個(gè)擴(kuò)增循環(huán)(95℃ 8 s,64℃ 10 s,72℃ 20 s)。miR-33正向引物序列:5'-GGTTAGATCTTGCTCCAGCGGTTTG-3';反引物序列:5'-GTAAAGCTTGCCCTCCTGTTTCCTG-3'。內(nèi)參照U6正向引物序列:5'-GCTTCGGCAGCACATATACTAAAAT-3';反向引物序列:5'-CGCTTCACGAATTTGCGTGTCAT-3',相關(guān)引物序列均由上海吉瑪制藥技術(shù)有限公司提供。miR-33以U6為內(nèi)參基因,相對(duì)定量用2-ΔΔCt計(jì)算,Ct值為目的基因達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)的PCR循環(huán)次數(shù),目的基因相對(duì)于內(nèi)參基因的相對(duì)數(shù)△△Ct=(Ct靶基因-Ct內(nèi)參)處理組-(Ct靶基因-Ct內(nèi)參)未處理組。
1.3.2 TNF-α、IL-6和MCP-1表達(dá)水平? 收集各組細(xì)胞上清液,采用ELISA法檢測(cè)TNF-α、IL-6和MCP-1含量,嚴(yán)格按照Human ELISA試劑盒內(nèi)說(shuō)明書進(jìn)行試驗(yàn)操作。
1.4觀察指標(biāo)? 比較不同濃度組(0、1、10、100 ng/ml)中miR-33表達(dá)及TNF-α、IL-6和MCP-1水平,不同時(shí)間組(0、24、36、48 h)中miR-33表達(dá)及TNF-α、IL-6和MCP-1水平,并分析miR-33與TNF-α、IL-6和MCP-1表達(dá)水平的相關(guān)性。
1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法? 采用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理,計(jì)量資料以(x±s)表示,比較采用t檢驗(yàn)。采用Pearson相關(guān)分析miR-33與TNF-α、IL-6和MCP-1表達(dá)水平的關(guān)系。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1不同濃度組中miR-33表達(dá)比較? 隨著LPS濃度(0、1、10、100 ng/ml)增加,miR-33表達(dá)逐漸增加,不同濃度組中miR-33表達(dá)比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見圖1。
2.2不同濃度組中TNF-α、IL-6和MCP-水平比較? 隨著LPS濃度(0、1、10、100 ng/ml)增加,TNF-α、IL-6和MCP-1水平增加,不同濃度組中TNF-α、IL-6和MCP-水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表1。
2.3不同時(shí)間組中miR-33表達(dá)比較? 隨著LPS刺激時(shí)間(0、24、36 h)延長(zhǎng),miR-33表達(dá)逐漸上調(diào),36 h達(dá)到高峰,48 h逐漸下降到正常,不同時(shí)間組中miR-33表達(dá)比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見圖2。
2.4不同時(shí)間組中TNF-α、IL-6和MCP-1水平比較? 隨著LPS刺激時(shí)間(0、24、36 h)延長(zhǎng),TNF-α、IL-6和MCP-1水平逐漸增加,36 h達(dá)到高峰,48 h下降到正常水平,不同時(shí)間組中TNF-α、IL-6和MCP-1水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表2。
2.5 miR-33與TNF-α、IL-6和MCP-1表達(dá)水平相關(guān)性分析? miR-33表達(dá)與TNF-α、IL-6和MCP-1呈正相關(guān)(r=0.873、0.782、0.915,P<0.05)。
3討論
膿毒癥與全身過(guò)度炎癥反應(yīng)關(guān)系密切,免疫細(xì)胞激活、轉(zhuǎn)錄因子活化、炎癥因子過(guò)度釋放,進(jìn)而啟動(dòng)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)是其發(fā)生發(fā)展的重要病理機(jī)制[6]。大量炎癥介質(zhì)的釋放是導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)綜合征的“中心環(huán)節(jié)”,其中IL-6和TNF-α作為快速反應(yīng)炎癥因子,是啟動(dòng)“瀑布樣反應(yīng)”最上游的炎癥介質(zhì),一定程度上反應(yīng)了病情程度以及預(yù)后[7,8]。
miRNA根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,通過(guò)與靶基因mRNA3'末端非翻譯區(qū)特異性結(jié)合降解或抑制其翻譯,在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控靶基因表達(dá)。研究表明[9],在膿毒血癥發(fā)生發(fā)展的過(guò)程中,多種miRNA(miRNA-346、miRNA-147、miRNA-142-3p、miRNA-155、miRNA-9)參與了致炎基因表達(dá)的調(diào)控,從而影響炎癥細(xì)胞的增殖分化以及炎癥因子的產(chǎn)生釋放。本研究結(jié)果表明,隨著LPS濃度(0、1、10、100 ng/ml)增加,miR-33表達(dá)、TNF-α、IL-6和MCP-1水平逐漸增加,不同濃度組中miR-33表達(dá)、中TNF-α、IL-6和MCP-水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),說(shuō)明LPS能夠誘導(dǎo)THP-1細(xì)胞miR-33以及TNF-α、IL-6和MCP-1的表達(dá),并呈現(xiàn)濃度依賴性。隨著LPS刺激時(shí)間(0、24、36 h)延長(zhǎng),miR-33表達(dá)逐漸上調(diào)、TNF-α、IL-6和MCP-1水平逐漸增加表達(dá)逐漸上調(diào),36 h達(dá)到高峰,48 h逐漸下降到正常,不同時(shí)間組中miR-33表達(dá)、TNF-α、IL-6和MCP-1水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),說(shuō)明LPS能夠促進(jìn)THP-1細(xì)胞miR-33以及TNF-α、IL-6和MCP-1的表達(dá),并具有時(shí)間依賴性。Pearson相關(guān)分析顯示,miR-33表達(dá)與TNF-α、IL-6和MCP-1呈正相關(guān)(P<0.05),說(shuō)明miR-33可能參與調(diào)節(jié)THP-1細(xì)胞TNF-α、IL-6和MCP-1的表達(dá)。
綜上所述,miR-33可能參與了THP-1細(xì)胞炎癥反應(yīng)調(diào)控,其具體機(jī)制還有待一步研究。
參考文獻(xiàn):
[1]Jiang J,Du H,Su Y,et al.Nonviral infection-related lymphocytopenia for the prediction of adult sepsis and its persistence indicates a higher mortality[J].Medicine (Baltimore),2019,98(29):e16535.
[2]Jonas S,Izaurralde E.Towards a molecular understanding of microRNA-mediated gene silencing[J].Nat Rev Genet,2015,16(7):421-433.
[3]Zhao Y,Wang Z,Zhang W,et al.MicroRNAs play an essential role in autophagy regulation in various disease phenotypes[J].Biofactors,2019,45(6):844-856.
[4]Price NL,Rotllan N,Zhang X,et al.Specific Disruption of Abca1 Targeting Largely Mimics the Effects of miR-33 Knockout on Macrophage Cholesterol Efflux and Atherosclerotic Plaque Development[J].Circ Res,2019,124(6):874-880.
[5]Ouimet M,Ediriweera H,Afonso MS,et al.microRNA-33 Regulates Macrophage Autophagy in Atherosclerosis[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2017,37(6):1058-1067.
[6]Williams B,Neder J,Cui P,et al.Toll-like receptors 2 and 7 mediate coagulation activation and coagulopathy in murine sepsis[J].J Thromb Haemost,2019,17(10):1683-1693.
[7]Li C,Gu H,Yu M,et al.Inhibition of transmembrane TNF-alpha shedding by a specific antibody protects against septic shock[J].Cell Death Dis,2019,10(8):586.
[8]Feng LL,Xin WN,Tian XL.MALAT1 modulates miR-146's protection of microvascular endothelial cells against LPS-induced NF-kappaB activation and inflammatory injury[J].Innate Immun,2019:1226302131.
[9]Jiang K,Yang J,Guo S,et al.Peripheral Circulating Exosome-Mediated Delivery of miR-155 as a Novel Mechanism for Acute Lung Inflammation[J].Mol Ther,2019,27(10):1758-1771.
[10]Ho PC,Chang KC,Chuang YS,et al.Cholesterol regulation of receptor-interacting protein 140 via microRNA-33 in inflammatory cytokine production[J].FASEB J,2011,25(5):1758-1766.
[11]Yang J,Shi Y,Chen H,et al.Glycyrrhizic acid attenuates myocardial injury: Involvement of RIP140/NF-kB Pathway[J].Biomed Pharmacother,2017(95):62-67.
[12]Li H,Hou H,Liu S,et al.miR-33 and RIP140 participate in LPS-induced acute lung injury[J].Turk J Med Sci,2019,49(1):422-428.
收稿日期:2019-11-20;修回日期:2019-11-28
編輯/杜帆