$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
إدراج المرضى
قدم جميع المشاركين موافقة مستنيرة مكتوبة بعد الفهم الكامل لمحتوى البحث. وقد قامت لجنة الأخلاقيات بمستشفى منطقة بودونغ الجديدة الشعبية في شنغهاي بمراجعة بروتوكول هذا البحث والموافقة عليه (رقم 2024k007). تم حساب حجم العينة باستخدام برنامج G*Power: وكان الاختبار المختار هو t-test، وصُمم الاختبار الإحصائي للكشف عن الفروق بين عينتين مستقلتين. ومع حجم تأثير d = 0.5، و α = 0.05، وقوة إحصائية power = 0.9، أشار الحساب إلى ضرورة إدراج 86 شخصاً كحد أدنى في كل مجموعة. وبغرض تعويض أي ظروف غير متوقعة قد تطرأ أثناء التجربة، تم إدراج 116 مريضاً في كل مجموعة. شملت الدراسة 116 مريضاً مصاباً بـ IBS-D ممن زاروا مستشفى منطقة بودونغ الجديدة الشعبية في شنغهاي بين يوليو 2024 ويوليو 2025 كمجموعة تجريبية. وتمثلت معايير الاشتمال في: (1) الإصابة بـ IBS-D وفقاً لمعايير تشخيص Rome IV؛ (2) أن يشير تنظير القولون إلى عدم وجود آفات عضوية في المخاطية. أما معايير الاستبعاد فشملت: (1) المرضى المصابين بأمراض الأمعاء الالتهابية (IBD)، أو سرطان القولون والمستقيم، وما إلى ذلك؛ (2) مرضى السكري؛ (3) المرضى الذين لديهم تاريخ حديث من جراحات البطن؛ و(4) المرضى الذين يعانون من قصور حاد في القلب أو الكبد أو الكلى. وفي الوقت ذاته، تم استقطاب 116 متطوعاً سليماً تتطابق خصائصهم الديموغرافية، مثل العمر والجنس، مع المرضى ليكونوا مجموعة ضابطة. وتم التأكد من أن الضوابط السليمة ليس لديهم تاريخ من أمراض الجهاز الهضمي المزمنة أو الأعراض السريرية المقابلة لها. سُحب 5 mL من الدم الوريدي الطرفي من جميع الأشخاص. ثم نُقل الطافي إلى ثلاجة ذات درجة حرارة فائقة الانخفاض عند -80 °C للحفظ بالتجميد قبل عملية استخلاص RNA اللاحقة.
قام كل مشارك بتعبئة استبيان لمدة 10 أيام لتسجيل المظاهر السريرية التالية: (أ) تقييم شدة ألم البطن باستخدام المقياس البصري التناظري المكون من 10 نقاط؛ (ب) تكرار ألم البطن خلال فترة المسح (عدد الأيام المؤلمة)؛ (ج) تكرار حركة الأمعاء (أقصى عدد من مرات التبرز في اليوم)؛ (د) مقياس بريستول لأنواع البراز لتقييم خصائص البراز. كما تم تقييم الحالة العاطفية للمبحوثين باستخدام مقياس القلق والاكتئاب في المستشفى (HADS).
زراعة الخلايا والنمذجة
تم استزراع خلايا Caco-2 روتينياً في وسط Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) يحتوي على 10% من مصل العجل الجنيني (FBS) و1% من البنسلين-ستريبتومايسين، وذلك في حاضنة عند درجة حرارة 37 °C و5% CO₂. تتمايز سلالة خلايا Caco-2 تلقائياً إلى طبقة أحادية مستقطبة من الخلايا ذات وصلات محكمة وخملات دقيقة، مظهرةً خصائص مورفولوجية ووظيفية مشابهة لتلك الموجودة في الخلايا الظهارية المعوية الناضجة. يحفز LPS استجابة التهابية ويزيل الوصلات المحكمة في الظهارة المعوية، مما يزيد من النفاذية المعوية، وهي عملية تشبه إلى حد كبير السمات المرضية لـ IBS-D. علاوة على ذلك، ونظراً لأن خلايا Caco-2 المعالجة بـ LPS قد استُخدمت على نطاق واسع في دراسات سابقة19,20,21 لنمذجة خلل حاجز الأمعاء والالتهاب المرتبط بـ IBS، فقد تم اختيار معالجة خلايا Caco-2 بـ lipopolysaccharide (LPS) في هذه الدراسة لإنشاء نموذج in vitro لـ IBS-D. وبمجرد وصول الخلايا إلى حالة تلاقي تبلغ حوالي 80%، تم استبدال وسط الاستزراع بوسط كامل يحتوي على 5 µg/ml LPS22، وحُفزت الخلايا لمدة 24 h. واستُخدمت الخلايا المستزرعة تقليدياً بدون LPS كمجموعة ضابطة.
ترانسفكشن الخلايا
لبحث أدوار NEAT1 و miR-29b-3p في خلايا Caco-2، تم إجراء عملية ترانسفكشن لخلايا Caco-2. وقُسمت الخلايا إلى ست مجموعات على النحو التالي: 1. المجموعة الضابطة (بدون علاج)؛ 2. مجموعة LPS؛ 3. مجموعة LPS + si-NC؛ 4. مجموعة LPS + si-NEAT1؛ 5. مجموعة LPS + si-NEAT1 + inhibitor NC؛ و6. مجموعة LPS + si-NEAT1 + miR-29b-3p inhibitor. تم تصميم وتخليق اثنين من جزيئات RNA المتداخلة الصغيرة (si-NEAT1) التي تستهدف NEAT1 وهما: si-NEAT1_1 (5′-GCCTTGTAGATGGAGCTTGC-3′) و si-NEAT1_2 (5′-GUGAGAAGUUGCUUAGAAAUU-3′). واستُخدم تسلسل عشوائي من siRNA غير مستهدف (si-NC) كضابط سلبي. وفي الوقت ذاته، تم تخليق مثبط miR-29b-3p والضابط السلبي الخاص به. مثبط miR-29b-3p: 5’-AACACUGAUUUCAAAUGGUGCUA-3’. الضابط السلبي: 5’-CAGUACUUUUGUGUAGUACAA-3’.
تم استزراع خلايا Caco-2 في أطباق ذات 24 بئراً، ثم أُجري لها transfection بمجرد وصول المزارع إلى درجة تلاقي 60–70%، وذلك وفقاً لبروتوكول الشركة المصنعة. باختصار، تم تخفيف 1.25 µL من siRNA في 25 µL من وسط غذائي منخفض المصل لتحقيق تركيز نهائي من siRNA قدره 50 nM. ولتثبيط miRNA، تم تخفيف 2 µL من مثبط miR-29b-3p أو الضابط السلبي الخاص به في 25 µL من وسط غذائي منخفض المصل ليصل إلى تركيز نهائي قدره 100 nM. وبشكل منفصل، خُلط 1.5 µL من كاشف transfection مع 25 µL من وسط غذائي منخفض المصل. بعد ذلك، خُلط siRNA المخفف (أو المثبط/الضابط السلبي) مع كاشف transfection المخفف لتكوين معقد transfection، والذي أضيف قطرة بقطرة إلى الخلايا. وبعد ست ساعات من عملية transfection، استُبدل خليط transfection بوسط غذائي كامل وجديد، وحُفظت الخلايا لمدة 48 h أخرى قبل إجراء المقايسات الوظيفية اللاحقة. وتم التأكد من كفاءة knockdown أو التثبيط بواسطة RT-qPCR قبل المضي في التجارب الإضافية.
تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الحقيقي مع النسخ العكسي (RT-qPCR)
تم عزل الحمض النووي الريبوزي الكلي (Total RNA) من عينات المصل وخلايا Caco-2 التي خضعت للمعالجات الموضحة. وباختصار، تم تحلل كل عينة باستخدام 1 مل من كاشف استخلاص الحمض النووي الريبوزي، ثم دُمجت مع 200 µلتر من الكلوروفورم. وبعد الطرد المركزي عند 12,000 × ج لمدة 15 دقيقة عند 4 °ج، نُقلت الطور المائي العلوي إلى أنبوب جديد، وخُلطت مع 500 µلتر من الإيزوبروبانول، وحُفظ في درجة حرارة -20 °لمدة 30 دقيقة. ثم تم إجراء طرد مركزي للعينات بسرعة 12,000 × ج لمدة 10 دقائق عند 4 °ج. غُسلت كريّة الحمض النووي الريبوزي (RNA) الناتجة مرتين باستخدام إيثانول بتركيز 75%، ثم جُففت بالهواء، وأُعيد تعليقها في 20 µلتر من ماء خالٍ من الريبونوكلياز (RNase). وتم قياس حصيلة ورنا (RNA) ونقاوته باستخدام مقياس طيف ضوئي دقيق (micro-spectrophotometer)، واعتُمدت فقط العينات التي بلغت قيمة A260/A280 استُخدمت قيم تتراوح بين 1.8 و2.0. وتم نسخ الحمض النووي الريبوزي (RNA) عكسياً إلى حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين متمم (cDNA) وفقاً لبروتوكول الشركة المصنعة. وللكشف عن NEAT1, ZO-1، أوكلودين، كلودين-2، و GAPDH, 1 µتم استخدام غ من إجمالي الحمض النووي الريبي (RNA) لكل 20 µتفاعل النسخ العكسي L الذي يحتوي على 1× منظم تفاعل النسخ العكسي، 0.5 ميليمولار من ديوكسي نيوكليوتيدات ثلاثية الفوسفات (dNTPs)، 0.5 µبادئ oligo(dT) M، و200 وحدة من إنزيم النسخ العكسي، وماء خالٍ من RNase. أُجري التفاعل عند درجة حرارة 37 °درجة حرارة C لمدة 15 دقيقة، يلي ذلك تثبيط الإنزيم عند 85 درجة مئوية °التركيز (C) لمدة 5 ثوانٍ.
أُجري تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي باستخدام cDNA كقالب عبر نظام PCR في الوقت الحقيقي يعتمد على SYBR Green. تم قياس مستويات تعبير NEAT1, miR-29b-3p, ZO-1, occludin, و claudin-2 باستخدام بادئات خاصة بكل جين. استُخدم U6 كجين مرجعي لـ miR-29b-3p، بينما استُخدم GAPDH لمعايرة NEAT1 والجينات المرتبطة بالوصلات المحكمة. حُسب التعبير النسبي باستخدام طريقة 2−ΔΔCt. تسلسلات البادئات مدرجة في الجدول 1.
اختبار حيوية الخلايا
تم استزراع خلايا Caco-2 في طور النمو اللوغاريتمي في أطباق ذات 96 بئراً بمعدل 1 × 104 خلية لكل بئر. تم إعداد مجموعة ضابطة فارغة (تحتوي على وسط الاستزراع فقط)، ومجموعة ضابطة (خلايا غير معالجة)، ومجموعة تجريبية (خلايا Caco-2 تحت ظروف معالجة مختلفة)، مع تخصيص 5-6 آبار مكررة في كل مجموعة. وُزعت الخلايا على أربع نقاط زمنية: 0، و24، و48، و72 h. تم تحضير طبق استزراع منفصل لكل نقطة زمنية لتجنب فتح الحاضنة بشكل متكرر أثناء القياسات. وبعد فترة الاستزراع، أُضيف 10 µL من محلول CCK-8 إلى كل بئر، مع تجنب تكون الفقاعات. بعد ذلك، أُعيد طبق الاستزراع إلى حاضنة بدرجة حرارة 37 °C و5% CO₂ وحُضن في الظلام لمدة 2 h. تم قياس الامتصاصية لكل بئر فوراً عند 450 nm باستخدام قارئ الأطباق الدقيقة. وفي النهاية، عُبّر عن حيوية الخلايا كنسبة مئوية.
اختبار موت الخلايا المبرمج
تم قياس موت الخلايا المبرمج كمياً بواسطة قياس التدفق الخلوي بعد الصبغ بـ Annexin V-FITC/PI. حُصدت خلايا Caco-2 من كل مجموعة علاجية وغُسلت مرتين باستخدام PBS مبرد بالثلج. أُجري الطرد المركزي بسرعة 300 × g لمدة 5 min عند درجة حرارة 4 °C. بعد ذلك، أُعيد تعليق كتلة الخلايا في 100 µL من binding buffer بتركيز 1×، تلا ذلك إضافة 5 µL من Annexin V-FITC و5 µL من PI بالتتابع. وبعد الخلط اللطيف، حُضنت العينات لمدة 15 min في درجة حرارة الغرفة وفي الظلام. بعد ذلك، أُضيف 300 µL من binding buffer بتركيز 1×، ومُزج المعلق بعناية قبل نقله إلى أنبوب قياس التدفق الخلوي سعة 5 mL. حُللت العينات بواسطة قياس التدفق الخلوي خلال 1 h.
المقاومة الكهربائية عبر الظهارة (TEER)
تم تقييم النفاذية عن طريق قياس قيم TEER لخلايا Caco-223. تم تلقيح خلايا Caco-2 في غرف Transwell وزراعتها لمدة 21 يوماً لتكوين طبقة أحادية كثيفة. أُجريت ست مكررات بيولوجية مستقلة تحت كل حالة تجريبية، كما أُجريت خمس مكررات تقنية تحت كل حالة. قبل وبعد المعالجة التجريبية، قيست قيم TEER لكل مجموعة بواسطة مقياس المقاومة عبر الغشائية باستخدام أقطاب كهربائية معقمة بالإيثانول ومعادلة بمحلول PBS. وباختصار، غُمر القضيب الطويل للقطب في وسط الزراعة القاعدي الجانبي (basolateral)، والقضيب القصير في وسط الزراعة القمي (apical)، لتجنب التلامس مع الغشاء المرشح. بعد الاستقرار، قُرئت قيمة المقاومة (Ω)، وكُررت القياسات حتى يتم الحصول على ثلاث قراءات متسقة. كما قيست مقاومة مرشحات Transwell الفارغة (بدون خلايا) تحت نفس الظروف، وطُرحت هذه القيمة من جميع القراءات التجريبية. TEER (Ω·cm2) = (مقاومة العينة – مقاومة الفراغ) × مساحة الغشاء الفعالة. عُرضت البيانات على النحو التالي: (المجموعة التجريبية/المجموعة الضابطة) × 100%.
المقايسة المناعية المرتبطة بالإنزيم (ELISA)
تم جمع الموائع الطافية لخلايا Caco-2 من مجموعات علاجية مختلفة بعد 24 h من الزرع. وقِيست مستويات السيتوكينات المحرضة للالتهاب، بما في ذلك عامل نخر الورم ألفا (TNF-α)، وإنترلوكين-6 (IL-6)، وإنترلوكين-8 (IL-8)، وإنترلوكين-1β (IL-1β)، باستخدام كواشف ELISA التجارية وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة. وقد أُجري الفحص بدقة طبقاً للتعليمات؛ حيث أضيفت العينات والمعايير إلى الآبار المطلية مسبقاً بالأجسام المضادة، ثم حُضنت وغُسلت. بعد ذلك، أُضيف الجسم المضاد للكشف المبيوتن. وبعد فترة تحضين وغسيل أخرى، أُضيف الستريبتاديفين المسمى ببيروكسيداز الفجل الحذفي. وفي النهاية، أُضيفت مادة الركيزة TMB لإظهار اللون، وأُوقف التفاعل باستخدام محلول الإيقاف. وقِيست الامتصاصية لكل بئر فوراً عند 450 nm باستخدام قارئ الأطباق الدقيقة.
لطخة ويسترن
عُزلت البروتينات من خلايا Caco-2 بعد المعالجات المذكورة باستخدام منظم RIPA الذي يحتوي على مثبطات البروتياز. وقِيست مستويات البروتين باستخدام مقايسة حمض البيسينكونينيك (BCA). وبالنسبة لكل عينة، تم تحميل 30 µg من البروتين في كل مسار، وفصلها على هلام SDS-PAGE بتركيز 10%، ثم نقلها إلى أغشية PVDF. حُجبت الأغشية في حليب خالي الدسم بتركيز 5% لمدة 1 h في درجة حرارة الغرفة، ثم حُضنت طوال الليل عند 4 °C مع أجسام مضادة ضد ZO-1 (1:1,000)، وoccludin (1:500)، وclaudin-2 (1:1,000)، وGAPDH (1:5,000). وبعد الغسيل، حُضنت الأغشية مع أجسام مضادة ثانوية مقترنة بـ HRP لمدة 1 h في درجة حرارة الغرفة. كُشفت الحزم عن طريق التلألؤ الكيميائي المعزز (ECL)، وحُللت كثافة الحزم باستخدام برنامج ImageJ. واستُخدم GAPDH كضابط تحميل.
مقايسة مراسل لوسيفيريز المزدوج (DLR)
تم التنبؤ بمواقع الارتباط المحتملة لـ miR-29b-3p بتسلسل NEAT1 من خلال قاعدة بيانات ENCORI (https://rnasysu.com/encori/). بعد ذلك، تم استنساخ قطع NEAT1 التي تحتوي على مواقع ارتباط من النوع البري (WT) أو الطافر (MUT) في ناقل المراسل pmirGLO. وتم إجراء ترانسفكشن مشترك للبلازميد المؤتلف الذي تم إنشاؤه في الخلايا مع محاكات miR-29b-3p (Sense: 5’-UAGCACCAUUUGAAAUCAGUGUU-3’؛ Antisense: 5’-CACUGAUUUCAAAUGGUGCUAUU-3’) أو مثبطاتها وعناصر التحكم السلبية الخاصة بها (mimic NC، Sense: 5’-UUCUCCGAACGUGUCACGUTT-3’؛ Antisense: 5’-ACGUGACACGUUCGGAGAATT-3’). وبعد ثمانٍ وأربعين ساعة من الترانسفكشن، تم جمع الخلايا وتحديد أنشطة لوسيفيريز اليراع ولوسيفيريز رينيلا باستخدام كاشف الكشف عن اللوسيفيريز المزدوج. وقد استُخدم نشاط لوسيفيريز رينيلا كمرجع داخلي للمعايرة.
مقايسة الترسيب المناعي للحمض النووي الريبي (RIP)
بالنسبة لمقايسة RIP، تم حصاد خلايا Caco-2، وشطفها باستخدام PBS، وحضنها على الثلج لمدة 15 min في 200 µL من محلول RIP lysis buffer المضاف إليه مثبطات البروتياز وRNase. تم إجراء طرد مركزي لنواتج تحلل الخلايا عند 16,000 × g لمدة 10 min عند 4 °C، والاحتفاظ بـ 10 µL من كل سائل طافٍ كعينة تحكم مدخلة (input control). ولإجراء الترسيب المناعي، تم تدوير 40 µL من حبيبات Protein A/G المغناطيسية مع 5 µg من الجسم المضاد anti-Ago2 أو IgG طبيعي في 200 µL من محلول RIP wash buffer لمدة 30 min في درجة حرارة الغرفة. بعد ثلاث غسلات باستخدام 500 µL من محلول RIP wash buffer، تم دمج 100 µL من معلق الحبيبات مع 100 µL من ناتج التحلل، وضبط الحجم النهائي ليصبح 1 mL باستخدام RIP wash buffer، ثم الحضن طوال الليل عند 4 °C مع التدوير. بعد ذلك، غُسلت الحبيبات خمس مرات باستخدام 500 µL من محلول RIP wash buffer وأُعيد تعليقها في 150 µL من المحلول نفسه. تم إجراء هضم البروتين بإضافة 15 µL من proteinase K (20 mg/mL) و15 µL من 10% SDS، يليه الحضن عند 55 °C لمدة 30 min مع الرج. تم جمع السائل الطافٍ، وعزل الـ RNA باستخدام كاشف الاستخلاص وترسيبه طوال الليل. ثم تم تقييم إثراء NEAT1 وmiR-29b-3p عن طريق تقنية RT-qPCR.
تحليل التموضع تحت الخلوي
تم فصل خلايا Caco-2 إلى أجزاء نووية وسيتوبلازمية باستخدام كاشف فصل نووي-سيتوبلازمي متاح تجارياً، وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة. استُخلص الحمض النووي الريبي الشامل (Total RNA) من هذين المكونين، وتم الكشف عن توزيع NEAT1 في النواة والسيتوبلازم بواسطة تقنية RT-qPCR. أُجريت عملية المعايرة باستخدام U6 (نووي بشكل أساسي) و GAPDH mRNA (سيتوبلازمي بشكل أساسي) كمؤشرات على كفاءة الفصل.
التحليل الإحصائي
بالنسبة لعينات المصل السريرية، أشار تحليل القوة (t-test, d = 0.5, α = 0.05, power = 0.9) إلى أن الحد الأدنى المطلوب هو 86 شخصاً لكل مجموعة. ولتجنب أي ظروف غير متوقعة خلال التجربة، تم إدراج 116 مريضاً في كل مجموعة للكشف عن الفروق ذات الدلالة السريرية. تم تقييم طبيعية البيانات للمتغيرات المستمرة باستخدام اختبار Shapiro-Wilk. وبما أن جميع البيانات المستمرة كانت موزعة بشكل طبيعي (P > 0.05)، فقد تم تطبيق التحليلات المعلمية. أما المتغيرات الفئوية فقد تم تحليلها باستخدام اختبار مربع كاي. تضمنت التجارب القائمة على الخلايا ست مكررات بيولوجية مستقلة، مع خمس مكررات تقنية لكل مكرر بيولوجي. تُعرض البيانات كمتوسط ± SD. أُجريت المقارنات بين مجموعتين من المتغيرات المستمرة باستخدام اختبار Student’s t-test، بينما تم تحليل المقارنات بين مجموعات متعددة بواسطة ANOVA أحادي الاتجاه يليه اختبار Tukey’s post hoc. حُددت الدلالة الإحصائية عندما تكون P < 0.05.