Deze studie werd uitsluitend uitgevoerd met de commercieel verkrijgbare humane chondrocytencellijn C28/I2. Er waren geen menselijke deelnemers, menselijke weefselmonsters, door patiënten afgeleide materialen of levende dieren betrokken bij dit onderzoek. Daarom waren goedkeuring door de Institutional Review Board (IRB) en goedkeuring door de Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) niet vereist volgens institutionele en nationale richtlijnen. De gereedschappen, chemicaliën, kits en reagentia die in het protocol worden gebruikt, staan vermeld in de Materiaaltabel.
1. Celcultuur en OA-modelconstructie
De humane chondrocytcellijn C28/I2 (details vermeld in de Materiaalkunde) werd verkregen van een commerciële leverancier. Om experimentele reproduceerbaarheid te waarborgen, werden cellen geauthenticeerd met behulp van short tandem repeat (STR) profilering en routinematig getest om de afwezigheid van mycoplasma-contaminatie te bevestigen. Cellen tussen passages 3 en 8 werden voor alle experimenten gebruikt. Cellen werden in DMEM gehouden, aangevuld met 10% foetaal rundereserum (FBS) en 1% penicilline-streptomycine (alle kweekreagentia zijn beschreven in de Materiaaltabel) bij 37 °C in een bevochtigde atmosfeer met 5%CO2.
Om het in vitro artrose (OA) model vast te stellen, werden C28/I2-cellen gestimuleerd met recombinant humaan IL-1β. Op basis van gevestigde literatuur 6,7, voorlopige dosis-responsoptimalisatie-experimenten die bedoeld zijn om een robuuste katabole toestand te induceren zonder overmatige onmiddellijke cytotoxiciteit, werden de cellen behandeld met 20 ng/mL IL-1β gedurende 24 uur.
2. Experimentele groepering en transfectie
Om de mechanistische paden te verduidelijken, werd de studie verdeeld in drie hoofdexperimentele modules, elk met minimaal drie onafhankelijke biologische replica's:
- SPRY2 Winst/Verlies van functie:
Cellen werden toegewezen aan controle, OA-model, OA + lege vector (NC), OA + SPRY2 overexpressieplasmide (OE-SPRY2) en bijbehorende kleine interfererende RNA-groepen (si-NC en drie specifieke si-SPRY2-constructies: si-695, si-800, si-896) om te screenen op interferentie-efficiëntie.
- miR-590-5p modulatie:
Cellen werden verdeeld in controlegroepen, OA-model, OA + nabootsing NC, OA + miR-590-5p mimic, OA + inhibitor NC, en OA + miR-590-5p inhibitorgroepen.
- Functionele validatie van de miR-590-5p/SPRY2 regulatorische relatie:
Om de voorgestelde regulatorische relatie tussen miR-590-5p en SPRY2 verder te evalueren, werden cellen onderworpen aan miR-590-5p mimic- en inhibitorcondities om te bepalen of miR-590-5p-modulatie de SPRY2-expressie in het OA-model veranderde.
Voor transfectie werden C28/I2-cellen in 6-wellplaten geplaatst bij 2 × 10 5-cellen per put. Bij het bereiken van 70%–80% confluentie werden transfeties uitgevoerd met een commerciële lipide-gebaseerde transfectiereagens volgens het protocol van de fabrikant en werden procedures vastgesteld voor de levering van kleine RNA's in chondrocyten24. Kort gezegd werden plasmiden (OE-SPRY2 en NC; 2 μg/well) en oligonucleotiden (miR-590-5p mimic/inhibitor en siRNA's; 50 nM) verdund in een gereduceerd serummedium. De lipide-DNA/RNA-complexen werden 15 minuten bij kamertemperatuur geïncubeerd voordat ze druppelwijs aan cellen in serumvrije DMEM werden toegevoegd. 6 uur na transfectie werd het medium vervangen door volledige DMEM met 10% FBS, en werden cellen nog eens 48 uur gekweekt voordat RNA en eiwit werden geëxtraheerd.
3. qPCR-detectie
Total RNA en miRNA werden geïsoleerd met behulp van een speciale miRNA-extractiekit volgens het protocol van de fabrikant. De zuiverheid en concentratie van RNA werden beoordeeld met een UV-Vis spectrofotometer, en monsters met A260/A280-verhoudingen van 1,8–2,0 werden gebruikt voor downstream-analyses. Commerciële reverse-transcriptie reagentia werden gebruikt om cDNA te synthetiseren. De qPCR-cyclusprocedure was als volgt: 95 °C gedurende 10 minuten; 40 cycli van 95 °C voor 10 seconden, 58 °C voor 30 seconden en 72 °C voor 30 seconden; gevolgd door smeltcurveanalyse om de specificiteit van primers en de afwezigheid van primerdimeren te verifiëren. β-actine en U6 dienden respectievelijk als interne controles voor mRNA en miRNA. Relatieve genexpressie werd berekend met behulp van de 2-ΔΔCt methode25. Alle primersequenties, inclusief die voor Col-II, SPRY2, Beclin-1, LC3, Bcl-2, miR-590-5p en referentiegenen, zijn vermeld in Tabel 1.
| Naam van de primer | Voorste primer (5′-3′) | Achterste primer (5′-3′) |
| U6 | ATTGGAACGATACAGAGAAGATT | GGAACGCTTCACGAATTTG |
| miR-590-5p | GCGTAAGGCACGCGGGTG | AGTGCAGGGTCCGAGGTATT |
| β-actine | TGGCACCCAGCACAATGAA | CTAAGTCATAGTCCGCCTAGTAGAAGCA |
| SPRY2 | TAAGCCACTGAGCAAGGAAGAT | TGGAAGGTAACACCATAAACAAGG |
| Bcl-2 | TGGGATTCCTGCGGATTGAC | TCAGTCTACTTCCTCTGTGATGTTG |
| Beclin-1 | TCCCGTGGAATGGAATGAGA | GTAAGGAACAAGTCGGTATCTCTG |
| LC3-II | CATCCAACCAAAATCCCGGT | GAGCTGTAAGCGCCTTCTAA |
Tabel 1: Primersequenties gebruikt voor kwantitatieve PCR (qPCR) analyse. Voor- en achteruitprimersequenties gebruikt voor de amplificatie en kwantificering van doeltranscripten en interne referentiecontroles door qPCR.
Tenzij anders gespecificeerd, worden gegevens uitgedrukt als gemiddelde ± standaarddeviatie (SD). De statistische significantie werd bepaald met eenrichtings-ANOVA, gevolgd door de S-N-K post hoc test. Symbolen geven aan: *P < 0,05 vs. Controle; #P < 0,05 versus het aangegeven model of de negatieve controlegroep; &P < 0,05 vs. OA+Remmer-NC.
4. Western blotdetectie
Cellen werden geoogst en gelyseerd met behulp van een RIPA-buffer aangevuld met protease- en fosfataseremmercocktails, na vastgestelde eiwitextractie- en immunoblottingprocedures. Na centrifugatie bij 14.000 × g gedurende 15 minuten bij 4 °C om cellulair afval te verwijderen, werd het supernatant verzameld en werden eiwitconcentraties gekwantificeerd met behulp van een BCA-eiwitassaykit. Gelijke hoeveelheden eiwitlysaat (30 μg) werden gedenatureerd, 1,5 uur door SDS-PAGE opgelost en 1,5 uur26 uur overgebracht op PVDF-membranen bij 300 mA. De membranen werden geblokkeerd met 5% magere droge melk in Tris-gebufferde zoutoplossing met 0,1% Tween 20 (TBST) gedurende 1 uur bij kamertemperatuur, gevolgd door incubatie bij 4 °C gedurende 16 uur met specifieke primaire antilichamen (bijv. anti-SPRY2, 1:1000 verdunning). Na drie washes in TBST werden membranen geïncubeerd met geschikte HRP-geconjugeerde secundaire antilichamen bij kamertemperatuur gedurende 2 uur. Eiwitbanden werden gevisualiseerd met een ECL-detectiesysteem en gekwantificeerd met ImageJ-software.
5. Statistische analyse
De gegevens werden geanalyseerd met behulp van statistische analysesoftware. Alle experimenten werden uitgevoerd met ten minste drie onafhankelijke biologische replicaten (n ≥ 3), en kwantitatieve gegevens worden gepresenteerd als het gemiddelde ± standaarddeviatie (SD). Voor parametrisch testen werd de normaliteit van de data beoordeeld met de Shapiro-Wilk-test en werd de homogeniteit van variantie beoordeeld. De statistische significantie tussen meerdere groepen werd geëvalueerd met behulp van eenrichtingsvariantieanalyse (ANOVA), gevolgd door de Student-Newman-Keuls (S-N-K) post hoc-test voor meervoudige vergelijkingen. P < 0,05 werd als statistisch significant beschouwd.