|
外泌体这么热，赶紧分析一篇高分文章一起来学习一下，本文发表在Circulation Research，影响因子15.2。 研究背景 异常的SUMOylation已成为心衰(HF)病理的一个特征。SUMO1(小泛素样修饰因子1)调控SERCA2a(肌浆网Ca2+-ATPase)泵，已成为公认的心力衰竭分子靶点。在衰竭心脏中，SUMO1和SUMOylated SERCA2a水平降低，通过基因传递或药理激活增强了SUMO1，挽救了动物模型中的心力衰竭表型。在心脏中SUMO1表达的调控机制尚不清楚。 SUMO1基因的调控者 研究思路：软件预测调控SUMO1的上游miRNA，结合miR-146a 类似物通过双荧光素酶报告基因实验验证。Ad_pre-mir-146a和Ad_decoy-146a腺病毒感染心肌细胞，检测SUMO1的表达。 研究结果：miR-146a直接作用于心肌细胞中的SUMO1，miR-146a 类似物以剂量依赖性的方式抑制SUMO1的表达。 体外证实miR-146a对心肌细胞的作用 研究思路：经横主动脉缩窄(TAC)的6wk小鼠分离心衰的心肌细胞，感染Ad_pre-mir-146a 、Ad_decoy-146a (MOI=50) 48h。检测SERCA2a、SERCA2a SUMOylation的表达，细胞的钙瞬态振幅、肌节长度缩短等指标。 研究结果： miR-146a通过抑制SUMO1的表达导致心肌细胞Ca2+处理异常，抑制miR-146a显著改善体外衰竭心肌细胞Ca2+处理。 体内验证过表达miR-146a损害心脏功能 研究思路：为了鉴定miR-146a过表达的生理后果，腺病毒pre-mir-146a (rAAV9_pre-mir-146a)或rAAV9-LacZ(-半乳糖苷酶;对照组)通过尾静脉注射野生型小鼠，在基因传递后4周监测心脏形态和功能。 研究结果：在rAAV9_premir-146a注射4周后，与注射对照病毒的小鼠相比，SERCA2a表达和SUMOylation水平也显著降低，心肌肥厚指标（心脏重量/体重比，左室壁厚，左室心肌细胞大小，肥厚标记物表达，BNP）增加。小鼠心室收缩功能显著降低，分数缩短(FS)和射血分数呈剂量依赖性降低，血流动力学分析也显示左心室收缩功能显著降低。这些数据表明，miR-146a水平升高导致了SUMO1/SERCA2a信号轴的失调，心脏形态和功能随之恶化。 体内验证过抑制miR-146a具有心脏保护作用 研究思路：与3类似。 研究结果：抑制miR-146a可以通过恢复SUMO1表达来改善心功能，这可能成为心衰的治疗靶点。 功能恢复实验：SUMO1水平的正常化减轻miR- 146a介导的心功能障碍 研究思路：将SUMO1 -转基因小鼠(SUMO1 TG)及其阴性同窝出生小鼠，注射rAAV9_pre-mir-146a，并在2周后注射他莫昔芬诱导SUMO1转基因表达。服用他莫西芬6周分析心脏功能。 研究结果：miR-146a的有害影响主要是通过在心脏中下调SUMO1介导的。 探究miR-146a是通过什么途径调控SUMO1的 研究思路：分析了4种主要心脏细胞类型(心肌细胞、成纤维细胞、内皮细胞和白细胞)中成熟miR-146a和pri-mir-146a的表达。模仿致病条件下，TGF-β处理纤维母细胞。为了证实释放的miR-146a摄取到心肌细胞中，从成纤维细胞培养物中分离出来的外泌体被标记荧光染料(PKH-26)并添加到分离的心肌细胞中。 研究结果：miR-146a通过外泌体转移是miR-146a水平在心肌细胞中升高的主要机制，也排除了外泌体处理促进miR-146a合成的可能性。成纤维细胞的转分化以及miR-146a的分泌是心肌细胞在心衰期间miR-146a上调的原因。 外泌体介导的miR-146a转移是心肌细胞中SUMO1调控和心功能的关键机制 研究思路：生成了fib -外泌体，其中miR-146a通过分别感染Ad_pre-mir- 146a和Ad_decoy-146a而富集或耗尽，检查这些外泌体对心肌细胞功能的影响。 研究结果：Ad_decoy-146a预处理阻断了miR-146a由于Fib-外泌体摄取而上调的负性肌力效应。衰竭小鼠心脏分离的外泌体处理分离的野生型心肌细胞，导致miR-146a水平增加，SUMO1表达减少，Ca2+瞬变和心脏收缩性明显受损。表明外泌体介导的miR-146a向心肌细胞的传递在心衰期间SUMO1调控中起着关键作用。 这项研究首次证明了miR-146a的上调与衰竭心脏中SUMO1水平的降低有直接关系。过表达miR-146a降低SUMO1表达，导致心肌细胞SERCA2a SUMOylation和收缩功能降低。此外，通过恢复SUMO1水平抑制miR-146a逆转衰竭心脏收缩功能障碍。在衰竭心脏中，miR-146a由转分化成纤维母细胞分泌，然后通过外泌体介导的转运转移到心肌细胞中。这种细胞内交流促进了心肌细胞中SUMO1表达的抑制，导致心衰时心功能紊乱。 其实这篇文章研究出的机制并不复杂，但作者能够在体内和体外一步步的证实该机制，通过严谨的实验设计也能发出高分文章。 |
|
|
