Ce protocole décrit les procédures expérimentales utilisées pour étudier les effets de la modulation circZBTB46 sur la signalisation inflammatoire, le stress oxydatif et l’activation de la voie ERBB2-AKT chez les HUVEC.
Culture cellulaire
Les cellules HUVEC utilisées dans cette étude ont été obtenues à partir d’une source commerciale. Les HUVEC ont été utilisés comme modèle représentatif des cellules endothéliales en raison de leur large disponibilité, de leurs conditions de culture reproductibles et de leur grande efficacité de transfection, qui facilitent la manipulation génétique et l’investigation mécanistique des voies de signalisation endothéliales sous stressinflammatoire 15,16. Les HUVEC ont été cultivés dans du DMEM complétés avec un sérum fœtal bovin à 10 % (v/v) et un cocktail antibiotique-antimycotique à une concentration de 1 %. Toutes les cultures cellulaires ont été maintenues dans des conditions physiologiques standard dans une chambre humidifiée (37 °C, 5 % CO2), ce qui favorisait une prolifération cellulaire soutenue tout en préservant >95 % de viabilité, comme confirmé par un test d’exclusion au bleu de trypan. Bien que les milieux endothéliaux spécifiques (par exemple, EGM-2 ou M199 complétés par des compléments de croissance endothéliale) soient couramment recommandés pour le maintien à long terme de HUVEC, le DMEM a été utilisé dans cette étude pour assurer la cohérence entre traitements expérimentaux et la compatibilité avec la stimulation LPS et les tests d’inhibiteurs pharmacologiques. Pour les tests d’inhibiteur d’AG-825, incuber des HUVEC avec du DMEM frais contenant 10 μM d’AG-825 pendant 1 heure. Ensuite, ajoutez la solution LPS aux puits pour obtenir une concentration finale de 10 μg/mL, et poursuivez la culture pendant 24 heures. Pour minimiser la dérive phénotypique potentielle, les HUVEC ont été utilisés à faible nombre de passages et exposés à des conditions expérimentales basées sur le DMEM uniquement pour des tests à court terme. Toutes les expériences fonctionnelles ont été réalisées dans des fenêtres de traitement définies plutôt que lors d’une culture prolongée.
Transfection cellulaire
Pour élucider le rôle biologique de circZBTB46, des plasmides de surexpression (oe-circZBTB46) et des constructs témoins négatifs appariés (oe-NC) ont été synthétisés et validés par GenScript. Les HUVEC ont été ensemencés en plaques à 6 puits à une densité de 1 x 10⁵ cellules/puits et cultivés toute la nuit pour atteindre une confluence de ~70 % à 80 % au moment de la transfection. Pour chaque puits, 2,5 μg d’ADN plasmidique (oe-circZBTB46 ou oe-NC) était dilué dans 125 μL de milieu sérique réduit et mélangé à 2,5 μL de réactif P3000 (tube A). Parallèlement, 3,75 μL de Lipofectamine 3000 ont été dilués dans 125 μL de milieu sérique réduit (tube B). Les tubes A et B ont ensuite été combinés, légèrement mélangés, puis incubés à température ambiante pendant 15 à 20 minutes pour permettre une formation complexe (volume complexe final : 250 μL/puits). Les complexes ont été ajoutés goutte à goutte aux cellules dans un milieu complet sans antibiotiques. Après 6 heures d’incubation à 37 °C, 5 % deCO2, le milieu de transfection a été remplacé par un milieu de croissance complet et frais. Les cellules ont été cultivées pendant 48 heures avant les tests ultérieurs. Toutes les procédures suivaient les instructions du fabricant.
Modèle induit par LPS
Pour générer un modèle SA-AKI in vitro, des HUVEC (5 x 10 cellules de5 cellules/puits) transfectés avec oe-circZBTB46 ou NC ont été ensemencés dans des plaques à 96 puits et maintenus pendant 24 heures jusqu’à atteindre une confluence de 80 %. Par la suite, ces cellules ont été traitées par LPS à 10 μg/mL pendant 24 heures. Les HUVEC sans traitement LPS ont servi de groupe témoin.
qRT-PCR
L’extraction totale d’ARN à partir de HUVEC utilisait un réactif commercial. La transcription inverse pour la synthèse d’ADNc a été réalisée avec le kit de réactifs commercial. La PCR quantitative (qPCR) était exécutée en triple exemplaire à l’aide d’un système de PCR en temps réel accompagné d’un mix maître. Les quantités d’expression des gènes cibles ont été calibrées par rapport à U6, l’analyse étant réalisée via la méthode 2−ΔΔCT 17,18. Pour l’analyse de l’expression des circARN, l’ARN nucléaire petit U6 a été utilisé comme référence interne pour la normalisation, car il est couramment employé pour la quantification de petits ARN non codants et a été rapporté comme présentant une expression relativement stable dans des conditions expérimentales in vitro à court terme. Les séquences d’amorçage appliquées dans cette étude sont listées comme suit :
circZBTB46-Avant : 5'-CGGCGCTCATGAGTAAGAAC-3'
circZBTB46-Revers : 5'-CGCCTCTTCTACACTAGGGG-3'
U6-Attaquant : 5'-TGCTATCACTTCAGCAGCA-3'
U6-Reverse : 5'-GAGGTCATGCTAATCTCTCTCTG-3'.
Essai CCK-8
La viabilité des HUVEC a été évaluée à l’aide de CCK-8 achetés commercialement. En résumé, les cellules ont été ensemencées dans une plaque de 96 puits, et les cellules ont subi une culture d’adhésion pendant 24 heures. Ensuite, 10 μL de solution de CCK-8 ont été ajoutés à chaque puits, et les cellules ont été ensuite incubées à 37 °C pendant 2 heures. Un lecteur de microplaques a été utilisé pour mesurer la densité optique (OD) à une longueur d’onde de 450 nm. Des observations préliminaires ont démontré que 10 μg/mL de LPS diminuaient significativement la viabilité des HUVEC, ce qui a conduit à la sélection de cette concentration pour les processus expérimentaux ultérieurs.
Cytométrie en flux
Initialement, les HUVEC étaient détachés avec de la trypsine sans EDTA selon les procédures standard. Conformément aux directives du fabricant pour le kit d’analyse d’apoptose Annexin V-APC/PI, les suspensions cellulaires ont été centrifugées à 1 000 x g pendant 5 minutes à 4 °C, après dissociation enzymatique. Les cellules granulées ont ensuite été lavées 2 fois avec du PBS glacé dans des conditions identiques et resuspendues dans 100 μL de tampon de liaison 1x. Chaque échantillon a été traité avec 5 μL de conjugué Annexin V-FITC et 5 μL de solution colorante au iodure de propidium (PI), suivi d’une incubation de 10 minutes dans l’obscurité à température ambiante (20-25 °C). Enfin, 400 μL de tampon de liaison 1x ont été ajoutés à tous les échantillons, et l’apoptose a été analysée en 1 heure à l’aide d’un cytomètre en flux. Les événements ont d’abord été bloqués par FSC/SSC pour exclure les débris. Pour l’analyse de l’apoptose, des portes de quadrants ont ensuite été appliquées sur le graphique Annexin V-FITC vs PI en utilisant des contrôles appropriés (non colorés et contrôles à coloration unique/compensation) pour définir des populations vivantes (Annexin V-/PI-), apoptotiques précoces (Annexin V+/PI-), apoptotiques tardives (Annexin V+/PI+) et nécrotiques (Annexin V-/PI+). Le même modèle de barrage et les mêmes seuils ont été appliqués sur tous les échantillons.
Essai ELISA
Les concentrations de facteurs inflammatoires — facteur de nécrose tumeur-α (TNF-α), interleukine-6 (IL-6) et interleukine-1β (IL-1β) — dans le surnageant des HUVEC cultivés ont été mesurées à l’aide de kits ELISA disponibles dans le commerce. Plus précisément, le kit ELISA TNF-α humain a été utilisé, le kit ELISA IL-6 humain et le kit ELISA IL-1β humain ont été utilisés selon les instructions du fabricant. Pour chaque analyse, 50 μL de surnageant de culture cellulaire non diluée étaient chargés par puits. Les courbes standard étaient générées à l’aide des dilutions sérielles fournies (TNF-α : 0-1000 pg/mL ; IL-6 : 0-500 pg/mL ; IL-1β : 0-200 pg/mL). Après l’échantillon et l’ajout standard, les plaques ont été incubées à 37 °C pendant 90 minutes, suivies de cinq lavages avec tampon de lavage. Un anticorps de détection conjugué à la biotine a ensuite été ajouté et incubé à 37 °C pendant 60 minutes. Après une autre étape de lavage, la streptavidine-HRP a été ajoutée et incubée à 37 °C pendant 30 minutes. Après un lavage final, un substrat de 3,3',5,5'-tétraméthylbenzidine (TMB) a été ajouté et incubé à 37 °C dans l’obscurité pendant 15 minutes. La réaction a été interrompue par une solution d’arrêt, et l’absorbance a été immédiatement mesurée à 450 nm avec une longueur d’onde de référence de 630 nm. Chaque échantillon et standard a été analysé en double, et toutes les expériences comprenaient trois réplications biologiques indépendantes. Les niveaux de marqueurs de stress oxydatif — malondiadéhyde (MDA), superoxyde dismutase (SOD) et catalase (CAT) — dans le surnageant ont été évalués à l’aide du kit MDA ELISA, du kit SOD ELISA et du kit CAT ELISA, respectivement, selon les protocolesfournis 19, 20, 21. Pour les tests MDA et SOD, 40 μL de surnageant ont été utilisés par puits sans dilution ; pour le CAT, les échantillons étaient dilués à 1:10 avec un tampon d’essai avant le chargement. Les courbes standard étaient préparées selon les spécifications du kit (MDA : 0-60 nmol/mL ; SOD : 0-100 U/mL ; CAL : 0-100 U/mL). Les étapes d’incubation ont été effectuées comme suit : MDA - 60 min à 37 °C ; SOD - 60 min à 37 °C ; CAT - 30 min à 37 °C. Les plaques ont été lavées 4 fois entre les étapes clés d’incubation. Le développement des couleurs a été obtenu en ajoutant les substrats respectifs et en incubant à 37 °C (MDA : 15 min ; Durée de séance : 20 min ; CAT : 15 min). L’absorption a été mesurée à 450 nm pour SOD et CAT, et à 532 nm pour MDA. Toutes les mesures ont été effectuées dans des puits en double et répétées sur trois réplications biologiques indépendantes.
Séquençage de l’ARN
L’ARN total a été extrait des HUVEC à l’aide de réactifs commerciaux selon les instructions du fabricant. La pureté et la concentration de l’ARN ont été évaluées à l’aide d’un spectrophotomètre en mesurant l’absorbance à 260 nm et 280 nm (A260/A280), et l’intégrité de l’ARN a été évaluée à l’aide d’un bioanalyseur. Seuls des échantillons d’ARN avec un numéro d’intégrité ARN (RIN) ≥ 7 ont été utilisés pour la préparation ultérieure de la bibliothèque. L’ARN ribosomique a été retiré lors de la préparation de la bibliothèque à l’aide d’une procédure standard de déplétion de l’ARNr réalisée par une entreprise commerciale. Lorsque cela est indiqué, un traitement RNase R a été appliqué avant la construction de la bibliothèque pour digérer sélectivement les ARN linéaires et enrichir les espèces d’ARN circulaires. La fragmentation de l’ARN a ensuite été réalisée sous des températures élevées selon le protocole standard du manuel du kit de préparation de la bibliothèque d’ARN afin de générer des fragments d’ARN de taille appropriée. Les bibliothèques de séquençage étaient préparées à l’aide du kit de préparation de la bibliothèque ARN selon les instructions du fabricant et séquencées sur une plateforme Illumina selon une stratégie de séquençage par extrémités avec une longueur de lecture de 150 bp (PE150). La profondeur de séquençage était suffisante pour soutenir une analyse à l’échelle du transcriptome. Les lectures de séquençage brut étaient traitées selon des procédures standard de contrôle qualité pour supprimer les séquences d’adaptateurs et les lectures de faible qualité. Les lectures nettes ont été alignées sur le génome de référence humain, et les niveaux d’expression génique ont été quantifiésen conséquence 22,23. Des gènes différenciellement exprimés (DEG) entre les HUVEC surexprimant circZBTB46 et les HUVEC traités NC sous stimulation LPS ont été identifiés à l’aide de méthodes statistiques établies. L’analyse d’enrichissement des ensembles de gènes (GSEA) a été réalisée pour identifier les voies de signalisation associées à la surexpression de circZBTB46. Les gènes ont été classés selon l’expression différentielle entre les groupes expérimentaux. Des ensembles de gènes sélectionnés issus de la Molecular Signatures Database (MSigDB) ont été utilisés pour l’analyse d’enrichissement. La signification de l’enrichissement a été évaluée sur la base du score d’enrichissement normalisé (NES) et du taux de fausses découvertes (FDR), FDR < 0,25 étant considéré comme statistiquement significatif. Le séquençage des CircARN et toutes les analyses bioinformatiques associées ont été externalisés.
Identification des DEG
Pour filtrer les DEG, les niveaux d’expression entre deux groupes distincts ont été comparés via le logiciel DESeq (2012) R. Les seuils de signification statistique ont été définis comme p < 0,05 avec un |log2FC| valeur supérieure à 0,58. La carte thermique a été générée par le paquet Pheatmap R, et le graphique volcanique utilisait le paquet Goplot2 R pour le dessin.
Analyse de l’enrichissement fonctionnel
Les analyses d’enrichissement GO et KEGG dérivées de transcriptions linéaires ont été réalisées via la plateforme en ligne EnrichR, et le Bubble Chart a été dessiné à partir du package GOplot R. Le logiciel GSEA a été utilisé, basé sur la matrice d’expression et les fichiers de l’ensemble génétique fournis par la base de données MSigDB, avec des paramètres d’analyse définis (par exemple, nombre de permutations et méthodes statistiques). L’enrichissement des ensembles de gènes a été évalué à l’aide du score d’enrichissement normalisé (NES), de la valeur P et de la valeur FDR, offrant une exploration approfondie des fonctions et des mécanismes biologiques potentiels des gènes exprimés différenciellement.
Tache occidentale
La protéine totale a été extraite des HUVEC (environ 1 x 10⁶ cellule) à l’aide d’un tampon de lyse RIPA complété avec des inhibiteurs de protéase et de phosphatase. La concentration en protéines a été déterminée à l’aide d’un kit de quantification des protéines BCA. Des quantités égales de protéines (20 μg par voie) ont été résolues par électrophorèse sur des gels de dodécyle sulfate-polyacrylamide à 10 % (SDS-PAGE) à 80 V pendant 30 minutes, suivies de 120 V pendant 60 minutes. Par la suite, les protéines ont été transférées dans des membranes de polyvinylidène fluorure (PVDF) à l’aide d’un système de transfert humide à 100 V pendant 90 minutes à 4 °C. Les membranes ont été bloquées avec 5 % de lait écrémé dans une solution saline tamponnée à 0,1 % Tween-20 (TBST) pendant 1 heure à température ambiante, suivie d’une incubation avec des anticorps primaires dilués dans le même tampon de blocage (typiquement 1:1000 pour les protéines cibles et 1:5000 pour le GAPDH) à 4 °C pendant la nuit. Les principaux anticorps utilisés étaient les suivants : ERBB2, p-AKT, AKT et GAPDH. Après l’incubation, les membranes ont été lavées 3 fois (10 min par lavage) avec TBST puis incubées avec un anticorps secondaire anti-lapin, IgG de chèvre conjugué à la peroxydase de raifort (HRP) (1:5000 en tampon de blocage) pendant 1 h à température ambiante. Après trois lavages supplémentaires de TBST (10 min chacun), les bandes protéiques ont été visualisées à l’aide d’un kit de substrat Western Blotting à chemiluminescence améliorée (ECL) et imagées avec un système d’imagerie. Les intensités des bandes ont été quantifiées à l’aide d’un logiciel.
Analyse statistique
Les évaluations statistiques ont été réalisées à l’aide de GraphPad Prism 10. Les données sont affichées sous forme de moyens ±erreur standard des moyennes (SEM). Une valeur p < 0,05 a été définie pour indiquer la signification statistique.