يصف هذا البروتوكول الإجراءات التجريبية المستخدمة لدراسة تأثيرات تعديل circZBTB46 على الإشارات الالتهابية، والإجهاد التأكسدي، وتنشيط مسار ERBB2-AKT في HUVECs.
زراعة الخلايا
تم الحصول على خلايا HUVECs المستخدمة في هذه الدراسة من مصدر تجاري. تم استخدام HUVECs كنموذج تمثيلي لخلايا البطانة بسبب توفرها الواسع، وظروف الزراعة القابلة للتكرار، وكفاءة النقل العالي التي تسهل التلاعب الجيني والتحقيق الميكانيكي في مسارات الإشارات البطانية تحت ضغط الالتهاب 15,16. تم زراعة HUVECs في DMEM مع إضافة 10٪ (v/v) مصل البقر الجيني ومزيج مضاد حيوي-مضاد للفطريات بتركيز 1٪. تم الحفاظ على جميع الزراعة الخلوية تحت ظروف فسيولوجية قياسية في غرفة رطبة (37 درجة مئوية، 5٪ ثاني أكسيد الكربون2)، مما عزز التكاثر الخلوي المستمر مع الحفاظ على قابلية >95٪ كما أكد اختبار الاستبعاد الأزرق التريباني. على الرغم من أن الأوساط الخاصة بالبطانة (مثل EGM-2 أو M199 المكملة بمكملات نمو البطانة) غالبا ما يوصى بها للحفاظ على HUVEC على المدى الطويل، إلا أن DMEM استخدم في هذه الدراسة لضمان الاتساق عبر العلاجات التجريبية والتوافق مع تحفيز LPS واختبارات مثبطات الدواء. لاختبارات مثبطات AG-825، قم بحضن HUVECs ب DMEM طازج يحتوي على 10 ميكرومولار AG-825 لمدة ساعة واحدة. ثم أضف محلول LPS إلى الآبار لتحقيق تركيز نهائي يبلغ 10 ميكروغرام/مل، واستمر في الزراعة لمدة 24 ساعة. لتقليل الانجراف الظاهري المحتمل، استخدمت HUVECs عند أعداد مرور منخفضة وتعرضت لظروف تجريبية قائمة على DMEM فقط للاختبارات قصيرة الأمد. أجريت جميع التجارب الوظيفية ضمن فترات علاج محددة وليس خلال فترة زراعة طويلة.
النقل الخلوي
لتوضيح الدور البيولوجي ل circZBTB46، تم تخليق والتحقق من البلازميدات ذات التعبير الزائد (oe-circZBTB46) والبنى الضابطة السلبية المتطابقة (oe-NC) بواسطة GenScript. تم زرع HUVECs في صفائح ذات 6 آبار بكثافة 1 × 10⁵ خلايا لكل بئر وزرعت طوال الليل للوصول إلى ~70٪-80٪ التقاء عند النقل. لكل بئر، تم تخفيف حمض نووي بلازميدي بوزن 2.5 ميكروغرام (oe-circZBTB46 أو oe-NC) في 125 ميكرولتر من وسط مصل مختزل وخلط مع 2.5 ميكرولتر من مادة P3000 (أنبوب A). بالتوازي، تم تخفيف 3.75 ميكرولتر من ليبوفكتامين 3000 في 125 ميكرولتر من وسط مصل مختزل (أنبوب B). ثم تم دمج الأنبوب A وأنبوب B وخلطهما برفق وحضانهما في درجة حرارة الغرفة لمدة 15-20 دقيقة للسماح بتكوين المركب (الحجم المركب النهائي: 250 ميكرولتر/بئر). تمت إضافة المجمعات بشكل قطري إلى الخلايا في وسط كامل خال من المضادات الحيوية. بعد 6 ساعات من الحضانة عند 37 درجة مئوية، 5٪ ثاني أكسيد الكربون، تم استبدال وسط النقل بوسط نمو جديد كامل. تم زراعة الخلايا لمدة 48 ساعة قبل إجراء الفحوصات اللاحقة. جميع الإجراءات اتبعت تعليمات الشركة المصنعة.
النموذج المستحث بواسطة LPS
لتوليد نموذج SA-AKI في المختبر، تم زرع HUVECs (5 ×10 5 خلايا/بئر) التي تم نقلها بواسطة oe-circZBTB46 أو NC في صفائح بئر 96 وحافظت عليها لمدة 24 ساعة حتى يتم تحقيق التقاء بنسبة 80٪. بعد ذلك، خضعت هذه الخلايا لعلاج ب LPS عند 10 ميكروغرام/مل لمدة 24 ساعة. كانت HUVECs بدون معالجة LPS هي المجموعة الضابطة.
qRT-PCR
استخرج الحمض النووي الريبي الكلي من HUVECs باستخدام كاشف تجاري. تم إجراء النسخ العكسي لتخليق cDNA باستخدام مجموعة الكواشف التجارية. تم تنفيذ PCR الكمي (qPCR) في ثلاث نسخ باستخدام نظام PCR في الوقت الحقيقي إلى جانب مزيج رئيسي. تم معايرة كميات التعبير للجينات المستهدفة مقابل U6، مع إجراء تحليل باستخدام طريقة 2−ΔΔCT رقم 17,18. لتحليل تعبير circRNA، استخدم RNA النووي الصغير U6 كمرجع داخلي للتطبيع، حيث يستخدم عادة لقياس الحمض النووي الريبي الصغير غير المشفر وقد أبلغ عن أنه يظهر تعبيرا مستقرا نسبيا عبر ظروف التجارب قصيرة الأمد في المختبر. يتم سرد تسلسلات البادئية المستخدمة في هذه الدراسة كما يلي:
circZBTB46-Forward: 5'-CGGCGCTCATGAGTAAGAAC-3'
circZBTB46-الخلف: 5'-CGCCTCTTCTACAGACTGGG-3'
U6-مهاجم: 5'-TGCTATCACTTCAGCAGCAGCA-3'
U6-الخلف: 5'-GAGGTCATGCTAATCTTCTG-3'.
اختبار CCK-8
تم تقييم فعالية HUVEC باستخدام CCK-8 تم شراؤه تجاريا. باختصار، تم زرع الخلايا في صفيحة مكونة من 96 بئرا، وخضعت الخلايا لزراعة الالتصاق لمدة 24 ساعة. بعد ذلك، أضيف 10 ميكرولتر من محلول CCK-8 إلى كل بئر، وتم حضن الخلايا بدرجة حرارة 37 درجة مئوية لمدة ساعتين. تم استخدام قارئ ميكرولفيد لقياس الكثافة البصرية (OD) عند طول موجي قدره 450 نانومتر. أظهرت الملاحظات الأولية أن 10 ميكروغرام/مل من LPS قلل بشكل كبير من صلاحية HUVECs، مما أدى إلى اختيار هذا التركيز للعمليات التجريبية اللاحقة.
قياس التدفق الخلوي
في البداية، تم فصل HUVECs بتريبسين خال من EDTA وفقا للإجراءات القياسية. وفقا لإرشادات الشركة المصنعة لمجموعة اختبار الاستماتة Annexin V-APC/PI، تم طرد مركزها على مواد الخلايا بحرارة 1000 x g لمدة 5 دقائق عند 4 درجات مئوية، بعد التفكك الإنزيمي. ثم تم غسل الخلايا المغطاة بالحبيبات مرتين باستخدام PBS البارد جدا تحت ظروف مماثلة وأعيد تعليقها في 100 ميكرولتر من محلول الارتباط 1x. تمت معالجة كل عينة بمحلول 5 ميكرولتر من محلول التلوين Annexin V-FITC المترافق، و5 ميكرولتر من محلول تلوين يوديد البروبيديوم (PI)، تلاها حضانة لمدة 10 دقائق في الظلام عند درجة حرارة الغرفة (20-25 درجة مئوية). وأخيرا، أضيف 400 ميكرولتر من حاجز الارتباط 1x إلى جميع العينات، وتم تحليل الاستماتة المبرمجة خلال ساعة واحدة باستخدام مقياس تدفق خلوي. تم تحديد الفعاليات أولا من قبل FSC/SSC لاستبعاد الحطام. لتحليل الاستماتة، تم تطبيق بوابات الربع على مخطط Annexin V-FITC مقابل PI باستخدام ضوابط مناسبة (غير مصبوغ وضارب ملونة/تعويضية) لتعريف مجموعات الحياة (Annexin V-/PI-)، والاستماتة المبكرة (Annexin V+/PI-)، والاستماتة المتأخرة (Annexin V+/PI+)، والنخرية (Annexin V-/PI+). تم تطبيق نفس قالب البوابات والعتبات على جميع العينات.
اختبار ELISA
تم قياس تركيزات العوامل الالتهابية - عامل نخر الورم - α (TNF-α)، الإنترلوكين-6 (IL-6)، والإنترلوكين-1β (IL-1β) - في المادة الفائقة لمركبات HUVEC المزروعة باستخدام مجموعات ELISA المتوفرة تجاريا. على وجه التحديد، تم استخدام مجموعة ELISA البشرية TNF-α، ومجموعة ELISA البشرية IL-6، ومجموعة ELISA البشرية IL-1β وفقا لتعليمات الشركات المصنعة. لكل اختبار، تم تحميل 50 ميكرولتر من مادة الزراعة الخلوية غير المخففة في كل بئر. تم توليد منحنيات قياسية باستخدام التخفيفات التسلسلية المقدمة (TNF-α: 0-1000 pg/mL؛ IL-6: 0-500 pg/m; IL-1β: 0-200 pg/mL). بعد العينات والإضافة القياسية، تم حضن الألواح عند درجة حرارة 37 درجة مئوية لمدة 90 دقيقة، تلتها خمس غسلات باستخدام مخزن الغسيل. ثم أضيف الجسم المضاد للكشف المقترن بالبيوتين وحضانه عند 37 درجة مئوية لمدة 60 دقيقة. بعد خطوة غسل أخرى، أضيف ستريبتافيدين-HRP وحضن عند حرارة 37 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. بعد الغسل النهائي، أضيفت ركيزة 3,3',5,5'-تترا ميثيل بينزيدين (TMB) وحضنتها عند حرارة 37 درجة مئوية في الظلام لمدة 15 دقيقة. تم إنهاء التفاعل بمحلول التوقف، وتم قياس الامتصاص فورا عند 450 نانومتر مع طول موجي مرجعي 630 نانومتر. تم اختبار كل عينة ومعيار في نسخة، وشملت جميع التجارب ثلاث نسخ بيولوجية مستقلة. تم تقييم مستويات مؤشرات الإجهاد التأكسدي - مالونديالديهيد (MDA)، وإنزيم الأكسجين الفائق (SOD)، والكاتالاز (CAT) - في المادة الفائقة باستخدام مجموعة MDA ELISA ومجموعة ELISA من نوع SOD ومجموعة CAT ELISA على التوالي، وفقا للبروتوكولات المقدمة19، 20، 21. في اختبارات MDA وSOD، تم استخدام 40 ميكرولتر من المادة الفائقة لكل بئر دون تخفيف؛ بالنسبة ل CAT، تم تخفيف العينات بنسبة 1:10 باستخدام مخزن الاختبار قبل التحميل. تم إعداد منحنيات قياسية وفقا لمواصفات المجموعة (MDA: 0-60 nmol/m؛ القطر: 0-100 وحدة وحدة لكل مل؛ CAT: 0-100 U/mL). تم تنفيذ خطوات الحضانة كما يلي: MDA - 60 دقيقة عند 37 درجة مئوية؛ SOD - 60 دقيقة عند 37 درجة مئوية؛ القطط - 30 دقيقة عند 37 درجة مئوية. تم غسل الألواح 4 مرات بين خطوات الحضانة الرئيسية. تم تحقيق تطور اللون بإضافة الركائز المعنية والاحتضان عند 37 درجة مئوية (MDA: 15 دقيقة؛ SOD: 20 دقيقة؛ القط: 15 دقيقة). تمت قراءة الامتصاص عند 450 نانومتر ل SOD وCAT، و532 نانومتر ل MDA. تم إجراء جميع القياسات في آبار مكررة وتكررت عبر ثلاث نسخ بيولوجية مستقلة.
تسلسل الحمض النووي الريبي
تم استخراج إجمالي الحمض النووي الريبي من HUVECs باستخدام كواشف تجارية وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. تم تقييم نقاء وتركيز الحمض النووي الريبي باستخدام مقياس طياف ضوئي بقياس الامتصاص عند 260 نانومتر و280 نانومتر (A260/A280)، وتم تقييم سلامة الحمض النووي الريبي باستخدام محلل حيوي. تم استخدام عينات RNA فقط التي تحمل رقم سلامة RNA (RIN) ≥ 7 في إعداد المكتبة لاحقا. تمت إزالة الحمض النووي الريبوزومي أثناء تحضير المكتبة باستخدام إجراء قياسي لاستنزاف الحمض النووي الريبوزي بواسطة شركة تجارية. عند الضرورة، تم تطبيق معالجة RNase R قبل بناء المكتبة لهضم RNA الخطي بشكل انتقائي وإثراء أنواع RNA دائرية. ثم تم تنفيذ تجزئة الحمض النووي الريبي تحت ظروف حرارة مرتفعة وفقا للبروتوكول القياسي لدليل إعداد مكتبة RNA لتوليد شظايا RNA بحجم مناسب. تم إعداد مكتبات التسلسل باستخدام مجموعة تحضير مكتبة RNA وفقا لتعليمات الشركة المصنعة وتم ترتيبها على منصة Illumina باستخدام استراتيجية تسلسل مزدوج النهايات بطول قراءة 150 bp (PE150). كان عمق التسلسل كافيا لدعم التحليل على مستوى النسخ. تمت معالجة قراءات التسلسل الخام باستخدام إجراءات مراقبة الجودة القياسية لإزالة تسلسلات المحولات والقراءات منخفضة الجودة. تم محاذاة القراءات النظيفة مع الجينوم المرجعي البشري، وتم قياس مستويات تعبير الجينات وفقا لعدد22,23. تم تحديد الجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي (DEGs) بين HUVECs المعبر عن circZBTB46 وHUVECs المعالجة بNC تحت تحفيز LPS باستخدام طرق إحصائية معتمدة. تم إجراء تحليل إثراء مجموعات الجينات (GSEA) لتحديد مسارات الإشارات المرتبطة بفرط تعبير circZBTB46. تم تصنيف الجينات بناء على التعبير التفاضلي بين مجموعات التجريب. تم استخدام مجموعات جينية منسقة من قاعدة بيانات التواقيع الجزيئية (MSigDB) لتحليل الإثراء. تم تقييم دلالة الإثراء بناء على درجة الإثراء الطبيعية (NES) ومعدل الاكتشاف الكاذب (FDR)، حيث اعتبر FDR < 0.25 ذات دلالة إحصائية. تم الاستعانة بمصادر خارجية لتسلسل الحمض النووي الريبي الريبي وجميع التحليلات الحيوية المعلوماتية المرتبطة بها.
تحديد مستويات المسح المبكر
لفحص مستويات DEGs، تم مقارنة مستويات التعبير بين مجموعتين مختلفتين عبر حزمة برنامج R الخاصة ب DESeq (2012). تم تعريف عتبات الدلالة الإحصائية ك p < 0.05 مع |log2FC| القيمة تتجاوز 0.58. تم توليد خريطة الحرارة بواسطة حزمة Pheatmap R، واستخدم مخطط البركان حزمة Goplot2 R للرسم.
تحليل الإثراء الوظيفي
تم إجراء تحليلات إثراء GO وKEGG المستمدة من النسخ الخطية باستخدام المنصة الإلكترونية EnrichR، وتم رسم مخطط الفقاعات بناء على حزمة GOplot R. تم استخدام برنامج GSEA، بناء على مصفوفة التعبير وملفات مجموعة الجينات المقدمة من قاعدة بيانات MSigDB، مع تعيين معلمات التحليل (مثل عدد التبديلات والطرق الإحصائية). تم تقييم إثراء مجموعات الجينات باستخدام درجة الإثراء المطبعة (NES)، وقيمة P، وقيمة FDR، مما وفر استكشافا معمقا للوظائف والآليات البيولوجية المحتملة للجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي.
البقعة الغربية
تم استخراج البروتين الكلي من HUVECs (حوالي 1 × 10⁶ خلايا) باستخدام محلول تحلل RIPA مع مكمل بمثبطات للبروتياز والفوسفاتاز. تم تحديد تركيز البروتين باستخدام مجموعة قياس كمية بروتين BCA. تم حل كميات متساوية من البروتين (20 ميكروغرام لكل مسار) عن طريق الرحلان الكهربائي على جل كبريتات الصوديوم الدوديسيل والبولي أكريلاميد 10٪ (SDS-PAGE) عند 80 فولت لمدة 30 دقيقة، تلاها 120 فولت لمدة 60 دقيقة. بعد ذلك، تم نقل البروتينات إلى أغشية فلوريد البوليفينيليدين (PVDF) باستخدام نظام نقل رطب عند 100 فولت لمدة 90 دقيقة عند 4 درجات مئوية. تم حجب الأغشية بحليب خالي من الدهون بنسبة 5٪ في محلول ملحي مخزن بتريس-مع 0.1٪ Tween-20 (TBST) لمدة ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة، تلاها الحضانة مع تخفيف الأجسام المضادة الأولية في نفس المخزن الحائز (عادة 1:1000 للبروتينات المستهدفة و1:5000 لGAPDH) عند 4 درجات مئوية خلال الليل. الأجسام المضادة الأساسية المستخدمة كانت كما يلي: ERBB2، p-AKT، AKT، وGAPDH. بعد الحضانة، تم غسل الأغشية 3 مرات (10 دقائق لكل غسلة) باستخدام TBST ثم حضنت بأجسام مضادة ثانوية مضادة لبيروكسيداز الفجل الحار (HRP) مضادة للأرانب (1:5000 في حاجز الحاجز) لمدة ساعة في درجة حرارة الغرفة. بعد ثلاث غسلات إضافية من TBST (كل منها 10 دقائق)، تم تصور أشرطة البروتين باستخدام مجموعة الركيزة الغربية للتلألؤ الكيميائي المعزز (ECL) وتم تصويرها باستخدام نظام تصوير. تم قياس شدة النطاق باستخدام البرمجيات.
التحليل الإحصائي
تم إجراء التقييمات الإحصائية باستخدام GraphPad Prism 10. تعرض البيانات كوسائل ± الخطأ القياسي للمتوسطات (SEMs). تم تعريف قيمة p < 0.05 للدلالة على الدلالة الإحصائية.