(上海健康醫(yī)學(xué)院附屬周浦醫(yī)院,上海 201318)
近年來(lái),全球鈣化性主動(dòng)脈瓣疾?。╟alcific aortic valve disease, CAVD)的發(fā)病率不斷上升,成為老齡人最常見(jiàn)的心臟瓣膜疾病之一[1-3]。最新研究提示,多種microRNA(miRNA)在主動(dòng)脈瓣鈣化及瓣膜內(nèi)異位骨化中起重要調(diào)控作用[4],國(guó)外學(xué)者HEATH等[5]亦在研究中闡述了miRNA與CAVD的聯(lián)系。但筆者查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)miRNA-486與CAVD的研究較少,現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)其多數(shù)功能作用與轉(zhuǎn)錄生長(zhǎng)因子-β1(transcription growth factor-β1, TGF-β1)相關(guān),為 CAVD進(jìn)程中的靶基因及作用機(jī)制仍未明確[3-5]。因此,本研究擬通過(guò)轉(zhuǎn)染miRNA-486模擬物和抑制物,進(jìn)一步驗(yàn)證其作用,以期為CAVD的治療尋找一個(gè)潛在靶點(diǎn)。
1.1.1 細(xì)胞及試劑 人主動(dòng)脈瓣膜間質(zhì)細(xì)胞(human aortic valve interstitial cells, VICs)由上海健康醫(yī)學(xué)院附屬周浦醫(yī)院提供,維生素C、地塞米松、β-甘油磷酸、茜素紅購(gòu)自美國(guó)Sigma生物公司,膠原酶、SMAD3抗體、TGF-β1抗體購(gòu)自杭州遠(yuǎn)方生物科技有限公司,高糖DMEM培養(yǎng)基、青霉素/鏈霉素、10%胎牛血清、胰蛋白酶購(gòu)自美國(guó)Gibco公司。
1.1.2 主要儀器 實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(quantitative real-time polymerase chain reaction, qRTPCR)儀(ABI7900HT)、逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購(gòu)自美國(guó)Applied Biosystems公司,日本Olympus FV1000激光共聚焦顯微鏡(日本Olympus公司),Eppendorf基因擴(kuò)增儀、Leica倒置熒光相差顯微圖像系統(tǒng)、組織切片機(jī)、組織包埋機(jī)購(gòu)自上海賽默飛世爾科技有限公司,多功能酶標(biāo)儀則(美國(guó)BioTek公司),Odyssey雙色紅外激光成像系統(tǒng)(美國(guó)LICOR公司),免疫熒光試劑包括多聚甲醛、Triton X-100、BSA、PBS、DAPI、抗淬滅封片劑購(gòu)自上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,核酸蛋白電泳設(shè)備(上海生工生物工程股份有限公司),各種離心及冷藏設(shè)備(低溫冰箱和液氮罐)(上海碧云天生物技術(shù)有限公司)。
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng) 用膠原酶溶解人主動(dòng)脈瓣組織后,刮取內(nèi)皮細(xì)胞層再次溶解制成細(xì)胞懸液。常規(guī)培養(yǎng)于高糖DMEM培養(yǎng)基,添加10%胎牛血清、100μg/ml青霉素和鏈霉素,控制培養(yǎng)箱條件為37℃、5%二氧化碳CO2恒溫。密切觀察12 h后改用鈣化培養(yǎng)基(含10 nmol/L地塞米松、50 mg/L維生素C和10 mmol/L β-甘油磷酸鈉)培養(yǎng)細(xì)胞,觀察兩組細(xì)胞狀態(tài),每隔2天更換培養(yǎng)液,當(dāng)細(xì)胞生長(zhǎng)至70%~80%時(shí),胰蛋白酶消化傳代,取傳代后3~7代細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1.2.2 雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè) 初步應(yīng)用TargetScan 6.2版本等生物信息學(xué)軟件檢索miRNA-486靶基因,結(jié)果顯示TGF-β1基因可能是其潛在靶基因。收集第3代VIC細(xì)胞按1×106個(gè)/孔接種于6孔板,利用PCR法獲取VIC細(xì)胞中的cDNA模板,構(gòu)建包含miRNA-486結(jié)合位點(diǎn)TGF-β1基因3’-UTR的序列,插入pMIR-REPORT luciferase報(bào)告載體中,經(jīng)限制性內(nèi)切酶處理后,純化鑒定。構(gòu)建獲得的TGF-β1-WT(野生型)重組載體質(zhì)粒和TGF-β1-Mut(突變型)重組載體質(zhì)粒,所有構(gòu)建獲得的表達(dá)質(zhì)粒經(jīng)酶切和測(cè)序鑒定。按照Lipofectamine 2000試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,將上述重組質(zhì)粒載體和miR-486 mimic、miR-486 mimic NC、miR-486 Inhibitors、miR-486 Inhibitors NC(美國(guó)Invitrogen公司合成)共轉(zhuǎn)染293T細(xì)胞(生長(zhǎng)狀態(tài)良好),24 h后行雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)。以熒光素為底物,檢測(cè)螢火蟲(chóng)熒光素酶活性,加入Stop&Glo8試劑,檢測(cè)海腎熒光素酶活性,以海腎熒光素酶活性作為內(nèi)參照,同時(shí)加入抑制熒光素酶催化熒光素發(fā)光的物質(zhì),計(jì)算各組細(xì)胞內(nèi)的相對(duì)熒光素酶活性。熒光素酶活性=螢火蟲(chóng)熒光素酶活性值/海腎熒光素酶活性值。實(shí)驗(yàn)操作重復(fù)3次。
1.2.3 miRNA-486轉(zhuǎn)染及分組 分別將miR-486 mimics、miR-486 mimics NC、miR-486 mimic Inhibitors、miR-486 mimic Inhibitors NC通過(guò)Lipofectamine 2000轉(zhuǎn)染第3代VICs細(xì)胞,分為4組。PBS洗滌3次后,各組按量加入DEPC處理的水,輕蕩混勻。調(diào)整細(xì)胞狀態(tài),在500μl無(wú)血清、無(wú)雙抗的轉(zhuǎn)染專用opti-MEM培養(yǎng)基中加入Lipofectamine 2000,作用5 min。輕輕吹打,室溫靜置20 min。棄培養(yǎng)皿中細(xì)胞上清樣,配成0.5 ml轉(zhuǎn)染液,PBS清洗培養(yǎng)皿中細(xì)胞2次,加入無(wú)血清的1.5 ml opti-MEM。放入培養(yǎng)箱孵育6 h,棄轉(zhuǎn)染液,PBS洗1次,加入成骨誘導(dǎo)液繼續(xù)孵育。
1.2.4 Western blot檢測(cè) 采用Western blot檢測(cè)內(nèi)源性TGF-β1蛋白表達(dá)水平。選取第3代細(xì)胞,轉(zhuǎn)染miRNA并成骨誘導(dǎo)后第7天,取6孔細(xì)胞培養(yǎng)板,PBS清洗2次,1 200 r/min離心5 min,棄上清液,加入細(xì)胞裂解液,搖勻,靜置20 min。4℃、12 000 r/min離心10 min,取上清液置于新的離心管中。用BCA蛋白質(zhì)濃度測(cè)定試劑盒進(jìn)行蛋白定量,樣品按量加入96孔的蛋白標(biāo)準(zhǔn)孔,再加入200μl BCA工作液,反應(yīng)30 min,SDS-PAGE(8%分離膠,5%濃縮膠)凝膠電泳分離后轉(zhuǎn)移至PVDF膜,5%脫脂奶粉封閉1.5 h后分別加入TGF-β1抗體稀釋液(1∶1 000),4℃過(guò)夜孵育,TBS洗膜3次,5 min/次。室溫下加入1∶3 000的二抗稀釋液(辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔IgG)孵育1.5 h,TBS洗3次。
1.2.5 茜紅素染色 沉積的鈣可與茜素紅發(fā)生顯色反應(yīng),細(xì)胞外基質(zhì)被染成橘紅色,而細(xì)胞本身被染成粉紅色。用100 ml蒸餾水溶解1 g Tris,滴管緩慢滴加HCl到溶液中,觀察溶液酸堿度,當(dāng)pH=8.3時(shí),向溶液中加入0.1 g茜紅素粉末,配置為pH=8.3的0.1%茜素紅-Tris-HCl工作液。同時(shí),取轉(zhuǎn)染后細(xì)胞,在100倍倒置顯微鏡下觀察消化后細(xì)胞的形態(tài)變化,用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù),24孔板加入爬片,細(xì)胞2萬(wàn)個(gè)/孔;貼壁加入PBS清洗2遍,95%乙醇固定。10 min后,雙蒸餾水清洗3次,加入配置好的工作液,37℃恒溫作用30 min。將茜素紅染液用0.22μm濾紙過(guò)濾,加入染液覆蓋住底孔,室溫染色放置5 min,PBS漂洗3次,風(fēng)干,甘油明膠封片,倒置顯微鏡觀察鈣結(jié)節(jié)染色情況,橘紅色礦化結(jié)節(jié)為陽(yáng)性結(jié)果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,在加入成骨誘導(dǎo)液7和14 d時(shí)進(jìn)行染色;每組設(shè)3個(gè)重復(fù),每樣本隨機(jī)取1個(gè)視野,比較各組間差異。
1.2.6 堿性磷酸酶活性測(cè)定 PNPP制備:5.4 ml Assay Buffer溶解2片PNPP,制成5 mmol工作液。ALP酶制備:1 ml Assay Buffer 加入ALP酶。取160μl Assay Buffer混入40μl PNPP制成1 mmol標(biāo)準(zhǔn)品。標(biāo)準(zhǔn)孔中每個(gè)梯度加入0、4、8、12、16和20μl Assay Buffer,吹打搖勻后孵育5 min,加入10μl ALP酶。清洗轉(zhuǎn)染后細(xì)胞,加入50μl Assay Buffer,13 000 r/min離心3 min。取20μl樣品,加入Assay Buffer至80μl,加入50μl/孔 PNPP反應(yīng)液50μl,25℃避光作用60 min,加入20μl終止液混勻,于405 nm處測(cè)定吸光度值,制作標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算ALP活性。
1.2.7 qRT-PCR 采用 qRT-PCR 檢測(cè) TGF-β1、SMAD3,以及成骨相關(guān)因子RUNX2、骨鈣素。選取第3代細(xì)胞,于轉(zhuǎn)染后24 h、2 d和7 d,檢測(cè)各組細(xì)胞TGF-β1、SMAD3、RUNX2及骨鈣素mRNA相對(duì)表達(dá)量。棄用培養(yǎng)基后,PBS清洗細(xì)胞3次,加入Trizol試劑,裂解細(xì)胞。反復(fù)吹打后,將裂解液轉(zhuǎn)移至無(wú)RNA酶的離心管中,振蕩離心10 min,取上清液。將上清液轉(zhuǎn)移至另一離心管中(無(wú)RNA酶),加入氯仿,反復(fù)震蕩,靜置10 min,11 200 r/min離心,待樣品分層后取上清,同時(shí)加入等體積異丙醇,混勻后低溫過(guò)夜。次日取出,溶解后離心10 min,收集沉淀,用75%乙醇(DEPC溶解)清洗搖勻,棄上清,風(fēng)干,取2μl總RNA溶解液稀釋。引物長(zhǎng)度18~22 bp,TGF-β1、SMAD3、RUNX2、骨鈣素?cái)U(kuò)增片段長(zhǎng)度分別為185、224、233和202 bp以GAPDH為內(nèi)參,檢測(cè)各目的基因的Ct值,采用公式2-△△CT計(jì)算各目的基因的相對(duì)表達(dá)量,操作重復(fù)3次,內(nèi)參基因及目的基因引物序列見(jiàn)表1。
表1 qRT-PCR引物序列
1.2.8 免疫熒光 采用免疫熒光檢測(cè)各組TGF-β1、RUNX2蛋白相對(duì)表達(dá)量。各組細(xì)胞成骨誘導(dǎo)后第14天,棄去培養(yǎng)基,用PBS清洗2、3次,4%多聚甲醛固定1 h,0.01 mol PBS浸洗3次,3 min/次。采用0.1% Triton X-100透膜作用15 min,0.01 mol PBS浸洗3次;1% BSA-PBS封閉,傾去,滴加稀釋后的一抗(1∶100),放入濕盒中4℃避光過(guò)夜。次日拿出,棄一抗,0.01 mol PBS沖洗3次,滴加對(duì)應(yīng)熒光標(biāo)記二抗(1% BSA-PBS以1∶100比例稀釋),37℃孵育30 min,棄二抗,PBS沖洗后用DAPI復(fù)染細(xì)胞核,染色約20 min,PBS沖洗3次,3 min/次??勾銣绶馄瑒┓馄?,熒光顯微鏡下觀察并拍照記錄。
數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,比較用方差分析,兩兩比較用SNK-q檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
熒光素酶活性檢測(cè)結(jié)果顯示,miR-486 mimic、miR-486 mimic NC組、miR-486 mimic組及miR-486 mimic NC組比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=6.052,P=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較經(jīng)SNK-q檢驗(yàn),miR-486 mimic+TGF-β1-WT共轉(zhuǎn)染組細(xì)胞的熒光素酶活性強(qiáng)度低于miR-486 mimic NC組(P<0.05)。進(jìn)一步轉(zhuǎn)染miR-486 Inhibitors+TGF-β1-WT、miR-486 Inhibitors NC+TGF-β1-WT、miR-486 Inhibitors+TGF-β1-Mut和 miR-486 Inhibitors NC+TGF-β1-Mut至293T細(xì)胞,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=5.006,P=0.003);miR-486 Inhibitors +TGF-β1-WT共轉(zhuǎn)染組細(xì)胞的熒光素酶活性強(qiáng)度高于miR-486 Inhibitors NC+TGF-β1-WT共 轉(zhuǎn) 染 組(P<0.05)。 見(jiàn) 表 2和圖1。
表2 雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)結(jié)果 (±s)
表2 雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)結(jié)果 (±s)
注:1)與miR-486 mimic NC組比較,P <0.05;2)與miR-486 Inhibitors NC組比較,P <0.05
組別 TGF-β1-WT TGF-β1-Mut miR-486 mimic組 0.56±0.031) 1.13±0.06 miR-486 mimic NC 組 1.00±0.05 1.17±0.07 miR-486 Inhibitors組 1.30±0.032) 1.29±0.09 miR-486 Inhibitors NC 組 0.64±0.02 1.33±0.06
圖1 雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)結(jié)果比較 (±s)
Western blot檢測(cè)顯示,miR-486 mimic組、miR-486 mimic NC組、miR-486 Inhibitors組、miR-486 Inhibitors NC組的TGF-β1蛋白相對(duì)表達(dá)量分別為(87.31±3.11)、(103.34±4.38)、(118.15±3.46)和(106.07±4.57),經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=4.148,P=0.028)。進(jìn)一步兩兩比較經(jīng)SNK-q檢驗(yàn),miR-486 mimic組TGF-β1蛋白表達(dá)水平降低(P<0.05);miR-486 Inhibitors組 TGF-β1蛋白水平較miR-486 Inhibitors NC 組升高(P<0.05)。見(jiàn)圖 2。
圖2 各組TGF-β1蛋白的表達(dá)水平比較 (±s)
茜素紅染色結(jié)果顯示,miR-486轉(zhuǎn)染后,培養(yǎng)第14天時(shí),miR-486 mimic NC組可見(jiàn)著色小點(diǎn)形成,少量橘紅色沉淀;miR-486 mimic組可見(jiàn)大量橘紅色鈣鹽沉積;miR-486 Inhibitors NC組橘紅色沉淀較少;miR-486 Inhibitors組鈣鹽沉積減少。見(jiàn)圖3。
miR-486 mimic組、miR-486 mimic NC組、miR-486 Inhibitors組、miR-486 Inhibitors NC組ALP活性分 別 為(6.23±0.31)、(3.96±0.22)、(2.07±0.14)和(4.15±0.27)mmol/(min·mg),經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=7.361,P=0.000)。進(jìn)一步兩兩比較經(jīng)SNK-q檢驗(yàn),miR-486 mimic組ALP活性高 于 miR-486 mimic NC組(P<0.05);與 miR-486 Inhibitors NC組比,miR-486 Inhibitors組ALP活性下 降(P<0.05);miR-486 Inhibitors NC 組 與 miR-486 mimic NC組ALP活性比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);miR-486 mimic組ALP活性高于miR-486 Inhibitors組(P<0.05)。見(jiàn)圖 4。
圖3 各組miR-486轉(zhuǎn)染后14 d鈣鹽沉積情況 (茜素紅染色×100)
圖4 各組成骨誘導(dǎo)14 d后ALP活性比較 (±s)
miR-486 mimic組、miR-486 mimic NC組、miR-486 Inhibitors 組、miR-486 Inhibitors NC 組 TGF-β1、SMAD3、RUNX2及骨鈣素mRNA水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步兩兩比較經(jīng)SNK-q檢驗(yàn),miR-486 mimic組TGF-β1和SMAD3 mRNA表達(dá)水平低于miR-486 mimic NC組(P<0.05),Runx2和 骨 鈣 素 mRNA 高 于 miR-486 mimic NC 組(P<0.05);miR-486 Inhibitors組TGF-β1和SMAD3 mRNA表達(dá)水平高于miR-486 Inhibitors NC組(P<0.05),RUNX2和骨鈣素mRNA低于miR-486 Inhibitorsost NC組(P<0.05);miR-486 mimic NC組與miR-486 Inhibitors NC組各mRNA表達(dá)水平比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表3和圖5。
表3 各組TGF-β1、SMAD3、RUNX2及骨鈣素mRNA表達(dá)水平比較 (±s)
表3 各組TGF-β1、SMAD3、RUNX2及骨鈣素mRNA表達(dá)水平比較 (±s)
注:1)與miR-486 mimic NC組比較,P <0.05;2)與miR-486 Inhibitors NC組比較,P <0.05
組別 TGF-β1 SMAD3 RUNX2 骨鈣素miR-486 mimic NC 組 1.07±0.06 0.94±0.05 1.36±0.01 0.86±0.03 miR-486 mimic 組 0.68±0.041) 0.57±0.071) 1.5±0.021) 1.39±0.021)miR-486 Inhibitors NC組 1.12±0.05 1.06±0.06 1.44±0.03 0.79±0.03 miR-486 Inhibitors 組 1.45±0.042) 1.33±0.052) 1.15±0.012) 0.62±0.022)F值 4.327 5.378 3.805 3.524 P值 0.001 0.000 0.011 0.016
圖5 各組TGF-β1、SMAD3、RUNX2及骨鈣素mRNA表達(dá)水平比較 (±s)
培養(yǎng)14 d后經(jīng)免疫熒光檢測(cè),對(duì)比miR-486 mimic組、miR-486 mimic NC組、miR-486 Inhibitors組、miR-486 Inhibitors NC組RUNX2蛋白表達(dá)水平,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步兩兩比較經(jīng)SNK-q檢驗(yàn),miR-486 mimic組Runx2蛋白表達(dá)水平高于miR-486 mimic NC組,熒光增強(qiáng)(P<0.05);miR-486 Inhibitors組較miR-486 Inhibitors NC組熒光強(qiáng)度降低,僅表達(dá)少量RUNX2蛋白(P<0.05)。各組TGF-β1和SMAD3蛋白表達(dá)水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。進(jìn)一步兩兩比較經(jīng)SNK-q檢驗(yàn),miR-486 mimic組TGF-β1、SMAD3蛋白表達(dá)水平低于miR-486 mimic NC組,熒光強(qiáng)度降低(P<0.05);而轉(zhuǎn)染miR-486 Inhibitors后,miR-486 Inhibitors組 TGF-β1、SMAD3熒光強(qiáng)度增加,蛋白表達(dá)水平升高(P<0.05)。見(jiàn)表4和圖 6、7。
表4 各組TGF-β1、SMAD3、RUNX2蛋白表達(dá)水平比較 (±s)
表4 各組TGF-β1、SMAD3、RUNX2蛋白表達(dá)水平比較 (±s)
注:1)與miR-486 mimic NC組比較,P <0.05;2)與miR-486 Inhibitors NC組比較,P <0.05
組別 RUNX2 SMAD3 TGF-β1 miR-486 mimic 組 103±3.721) 62±4.461) 71±2.641)miR-486 mimic NC 組 81±4.84 78±5.57 92±3.25 miR-486 Inhibitors NC組 76±4.66 85±4.38 89±3.03 miR-486 Inhibitors組 54±3.692) 109±4.112) 113±2.912)F值 7.009 9.713 3.962 P值 0.000 0.000 0.008
圖6 各組TGF-β1、Smad3、Runx2蛋白免疫熒光強(qiáng)度
圖7 各組TGF-β1、SMAD3、RUNX2蛋白表達(dá)水平比較 (±s)
CAVD發(fā)病率隨年齡增長(zhǎng)而升高,是一種常見(jiàn)的老年慢性疾病,病情呈緩慢進(jìn)展趨勢(shì)。到中晚期時(shí),CAVD可顯著增高心肌梗死發(fā)生率、心血管死亡率[6-7];盡管經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)治療主動(dòng)脈瓣狹窄已取得一定成效,但是在減緩CAVD發(fā)生、阻止病情進(jìn)展上仍未達(dá)到預(yù)想效果。主動(dòng)脈瓣鈣化到主動(dòng)脈瓣狹窄是一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的過(guò)程,可研究的作用因子較多,病情延緩可依靠持續(xù)的藥物作用,因而藥物的早期干預(yù)已成為當(dāng)前臨床治療CAVD的目標(biāo)之一[8],而尋找與CAVD相關(guān)的靶基因則是研究新型有效藥物的方向之一。目前,已有研究在鈣化性主動(dòng)脈瓣狹窄動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)某些microRNA變化與異位骨化、炎癥細(xì)胞激活等現(xiàn)象相關(guān)[9]。國(guó)外學(xué)者OHUKAINEN等[10]通過(guò)體外培養(yǎng)的人THP-1巨噬細(xì)胞,檢測(cè)microRNA靶預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)與瓣膜microRNA表達(dá)譜結(jié)合度,證實(shí)micro125b、趨化因子CCL4的水平含量與CAVD關(guān)系密切。盡管證實(shí)多種microRNA具有調(diào)控發(fā)育、增殖、凋亡、代謝和免疫等多方面的生物學(xué)作用[11],但其參與調(diào)控CAVD的作用及可能機(jī)制仍屬于國(guó)內(nèi)較新的研究。
TGF-β在炎癥、組織修復(fù)及胚胎發(fā)育等方面有不可或缺的調(diào)控作用,其主要類(lèi)型分為T(mén)GF-β1、TGF-β2及TGF-β3,其中TGF-β1在細(xì)胞和組織中含量較為豐富,其調(diào)控的信號(hào)通路多為Smads通路,可結(jié)合受體TβRII使SMAD2和SMAD3磷酸化,進(jìn)而調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄[12]。在本研究中,雙熒光素酶報(bào)告基因系統(tǒng)結(jié)果顯示,miR-486 mimic+TGF-β1-WT共轉(zhuǎn)染組熒光素酶活性強(qiáng)度降低,而miR-486 Inhibitors+TGF-β1-WT共轉(zhuǎn)染組細(xì)胞的熒光素酶活性強(qiáng)度升高,對(duì)照組間無(wú)差異,這提示TGF-β1可能是miR-486的直接靶基因。筆者采用Western blot檢測(cè)miR-486 mimic、miR-486 Inhibitors轉(zhuǎn)染后,鈣化性VICs細(xì)胞中TGF-β1的表達(dá)差異,結(jié)果提示與各對(duì)照組相比,miR-486 mimic組TGF-β1較低,miR-486 Inhibitors組則相反。以上結(jié)果進(jìn)一步證明TGF-β1可能是miR-486的靶基因,miR-486的某些作用與TGF-β1存在密切聯(lián)系。學(xué)者M(jìn)ARTíNEZ-MICAELO等[13]認(rèn)為,miR-486與miR-718在主動(dòng)脈瓣疾病的發(fā)生中扮演重要角色,其靶基因可能是TGF-β1、RUNX2,與本研究結(jié)論一致。
茜素紅染色可顯示成骨細(xì)胞培養(yǎng)中礦化結(jié)節(jié)的數(shù)量、大小及形態(tài),實(shí)驗(yàn)中觀察到的深紅色帶色化合物即為茜素紅與鈣結(jié)合而成的顯色物質(zhì),常用于判斷體外誘導(dǎo)細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化程度的高低及成骨活性的大小[14]。在本實(shí)驗(yàn)中,對(duì)鈣化培養(yǎng)14 d后的各組細(xì)胞進(jìn)行茜素紅染色,結(jié)果顯示,miR-486 mimic組可見(jiàn)大量橘紅色鈣鹽沉積;miR-486 Inhibitors組鈣鹽沉積減少,提示miR-486可能具有促使VICs細(xì)胞成骨分化的作用,可加速細(xì)胞鈣化。堿性磷酸酶作為成骨細(xì)胞和骨組織的標(biāo)志物,在主動(dòng)脈鈣化瓣膜及體外培養(yǎng)細(xì)胞成骨分化后,其表達(dá)增強(qiáng),含量升高。在ALP實(shí)驗(yàn)中,可發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染miR-486 mimic后細(xì)胞ALP活性增加,而miR-486 Inhibitors轉(zhuǎn)染后卻降低,此現(xiàn)象提示,miR-486能增強(qiáng)VICs細(xì)胞中ALP的活性,即能促進(jìn)VICs細(xì)胞鈣化。
RUNX2是骨發(fā)生過(guò)程中調(diào)節(jié)間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化至成熟的重要轉(zhuǎn)錄因子之一,亦是成骨細(xì)胞特異轉(zhuǎn)錄因子,在大部分CAVD患者細(xì)胞中呈高表達(dá)狀態(tài),常作為骨代謝狀態(tài)的一種檢測(cè)指標(biāo)[15]。SMAD3作為T(mén)GF-β1的下游因子,聯(lián)合TGF-β1形成TGF-β1-SMAD3信號(hào)通路可介導(dǎo)多種生理反應(yīng),作用廣泛。本研究采用qRT-PCR和免疫熒光檢測(cè)各組成骨相關(guān)因子及可能信號(hào)通路中基因的表達(dá)含量。結(jié)果提示,TGF-β1、SMAD3 mRNA和蛋白水平在miR-486 mimic組降低,在miR-486 Inhibitors組中升高,對(duì)照組無(wú)差異;miR-486 mimic組RUNX2、骨鈣素mRNA水平較高,miR-486 Inhibitors組降低,且RUNX2蛋白在miR-486 mimic組表達(dá)較高;上述現(xiàn)象均提示miR-486能下調(diào)TGF-β1的表達(dá),可能通過(guò)TGF-β1-SMAD3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),促進(jìn)RUNX2、骨鈣素的表達(dá)和活性,誘導(dǎo)間質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化,發(fā)生異位骨化。
本研究尚有不足,TGF-β1介導(dǎo)的信號(hào)通路較復(fù)雜,未能進(jìn)行深入討論;成骨分化相關(guān)因子較多,本研究納入較局限。筆者將在以后的研究中,增加實(shí)驗(yàn)類(lèi)型與難度,進(jìn)一步探討TGF-β1下游因子在CAVD進(jìn)展中的作用,納入更多成骨分化相關(guān)因子,以證實(shí)該結(jié)論。
綜上所述,本研究通過(guò)轉(zhuǎn)染miR-486模擬物及抑制物,參照各對(duì)照組,分析其對(duì)VICs細(xì)胞成骨分化的影響及可能的作用機(jī)制,證實(shí)miR-486的靶基因可能為T(mén)GF-β1,其可促進(jìn)VICs細(xì)胞成骨分化。