Een schematisch overzicht van de constructie en verpakking van het mCol1a1p-mCherry recombinant adenovirus is weergegeven in Figuur 1A. De muis Col1a1 promotor werd gekloond stroomopwaarts van het mCherry reportergen en ingebouwd in een adenovirale vector, gevolgd door virale verpakking en amplificatie in HEK293-cellen. De workflow illustreert de belangrijkste experimentele stappen, waaronder virale infectie, fibrotische stimulatie, farmacologische interventie en fluorescentie-gebaseerde signaalmeting. Dit schema biedt een visueel kader voor de implementatie van het reportersysteem en ondersteunt de interpretatie van de daaropvolgende functionele validatie-experimenten.
Om de optimale omstandigheden voor virale infectie te bepalen, werden NIH/3T3 fibroblasten geïnfecteerd met het mCol1a1p-mCherry adenovirus bij een reeks MOI's. Zoals te zien is in Figuur 1B, nam de mCherry fluorescentie-intensiteit toe bij een stijgende MOI. Bij lage MOI's was de expressie van de reporter zwak en heterogeen, wat een suboptimale conditie vormde voor kwantitatieve analyse. Bij hoge MOI's vertoonden de cellen een veranderde morfologie, waaronder afronding en loslating, wat duidt op cytotoxische effecten. Een MOI van 100 resulteerde in een sterke en homogene fluorescentie met behoud van de celmorfologie en werd daarom gekozen als de optimale conditie voor daaropvolgende experimenten.
Bij de geoptimaliseerde MOI werden NIH/3T3-fibroblasten gestimuleerd met toenemende concentraties TGF-β. De fluorescentie van de reporter werd gemeten na 24, 48 en 72 u na stimulatie. Zoals weergegeven in Figuur 2A–C, nam de mCherry-fluorescentie-intensiteit op alle tijdstippen toe op een concentratie-afhankelijke wijze. De signaalintensiteit nam progressief toe van 24–72 u, wat duidt op een tijd-afhankelijke respons. Deze resultaten vertegenwoordigen een positief resultaat, wat aangeeft dat het reportersysteem longitudinaal en reproduceerbaar reageert op fibrotische stimulatie.

Figuur 2. Tijd- en dosisafhankelijke activatie van de mCol1a1p-mCherry reporter door stimulatie met transforming growth factor beta (TGF-β). NIH/3T3 fibroblasten geïnfecteerd met het Ad-mCol1a1p-mCherry adenovirus bij de geoptimaliseerde MOI werden gestimuleerd met toenemende concentraties TGF-β. Representatieve fluorescentiebeelden en overeenkomstige kwantitatieve analyses van de mCherry reporteractiviteit worden getoond na 24 u (A), 48 u (B) en 72 u (C) na stimulatie. mCherry fluorescentie (rood) weerspiegelt de Col1a1 promoteractiviteit, en kernen werden tegengekleurd met Hoechst 33342 (blauw). De fluorescentie-intensiteit werd gekwantificeerd met high-content imaging en genormaliseerd naar het aantal kernen. Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± standaardfout van het gemiddelde (SEM) van zes onafhankelijke biologische replica's per conditie. Statistische vergelijkingen werden uitgevoerd ten opzichte van de onbehandelde controlegroep met behulp van eenrichtingsvariantieanalyse (ANOVA), gevolgd door de multiple-comparisons test van Tukey. De imaging-parameters werden constant gehouden over alle experimentele condities. Schaalbalken = 200 µm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Om de specificiteit van het signaalpad te evalueren, werden NIH/3T3-fibroblasten behandeld met de TGF‑β type I receptor (ALK5) inhibitor SB431542 onder TGF-β stimulatie. Zoals te zien is in Figuur 3A–C, reduceerde SB431542 de mCherry fluorescentie-intensiteit op een dosisafhankelijke wijze. Remming van de reporteractiviteit werd waargenomen op alle onderzochte tijdstippen, met een sterkere onderdrukking bij hogere inhibitorconcentraties. Deze resultaten vertegenwoordigen een positieve uitkomst, wat aangeeft dat de reporteractivatie afhankelijk is van TGF-β signalering en farmacologisch gemoduleerd kan worden.

Figuur 3. SB431542 remt de TGF-β-geïnduceerde activering van de mCol1a1p-mCherry reporter op een tijd- en dosisafhankelijke wijze. NIH/3T3 fibroblasten geïnfecteerd met het Ad-mCol1a1p-mCherry adenovirus werden gestimuleerd met TGF-β (10 ng/mL) in aanwezigheid van toenemende concentraties van de transforming growth factor bèta type I receptor (ALK5) remmer SB431542 (0, 1, 5, 10 en 15 µM; in de figuurpanelen afgekort als SB43). Representatieve fluorescentiebeelden en de bijbehorende kwantitatieve analyses worden getoond na 24 u (A), 48 u (B) en 72 u (C) na behandeling. mCherry fluorescentie (rood) weerspiegelt de Col1a1 promoteractiviteit, en kernen werden tegengekleurd met Hoechst 33342 (blauw). De fluorescentie-intensiteit werd gekwantificeerd met high-content imaging en genormaliseerd naar de kernenaantallen. Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SEM van zes onafhankelijke biologische replica's per conditie. Statistische vergelijkingen werden uitgevoerd ten opzichte van de met TGF-β behandelde groep met behulp van eenweg-ANOVA gevolgd door de multiple-comparisons test van Tukey. De beeldparameters bleven constant voor alle experimentele condities. Schaalbalken = 200 µm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Om vast te stellen of de reporteractiviteit de endogene fibrotische responsen weerspiegelt, werden NIH/3T3 fibroblasten geanalyseerd onder geoptimaliseerde infectie-, stimulatie- en inhibitiecondities. De experimentele workflow die is gebruikt voor de validatie van het reportersysteem is samengevat in Figuur 4A. Fibrose-geassocieerde markers werden gemeten op eiwit- en mRNA-niveau. Zoals getoond in Figuur 4B–C, demonstreerde ELISA een verhoogde secretie van fibrose-geassocieerde eiwitten na stimulatie met TGF-β, wat werd verminderd na behandeling met SB431542. In overeenstemming hiermee toonde RT-qPCR overeenkomstige veranderingen in de expressie van fibrose-gerelateerde genen, waaronder Col1a1. De overeenkomst tussen de fluorescentie-uitlezing, eiwitsecretie en genexpressie vertegenwoordigt een positief validatieresultaat, wat aangeeft dat het reportersysteem de fibrotische activatie onder deze condities weerspiegelt.

Figuur 4. Validatie van het mCol1a1p-mCherry reporter-systeem via reverse transcription quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) en enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). (A) Schematisch overzicht van de experimentele workflow voor de validatie van het reporter-systeem. NIH/3T3 fibroblasten werden gestimuleerd met TGF-β (10 ng/mL) en behandeld met toenemende concentraties van de TGF-β receptorremmer SB431542 (SB43). Cellysaten en cultuursupernatanten werden verzameld voor downstream analyses. (B) Kwantitatieve analyse van de expressie van Col1a1 messenger RNA (mRNA) bepaald via RT-qPCR onder TGF-β stimulatie over een concentratiegradiënt van SB431542. Relatieve Col1a1 mRNA-expressieniveaus werden genormaliseerd naar 18S ribosomaal RNA (18S rRNA) en uitgedrukt als fold change ten opzichte van de onbehandelde controlegroep. (C) Kwantificering van de niveaus van gesecreteerd collageen type I in celluursupernatanten met behulp van ELISA onder dezelfde experimentele omstandigheden als in paneel B. Collageen type I-concentraties zijn uitgedrukt in ng/mL. Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SEM van zes onafhankelijke biologische replica's per conditie. Statistische vergelijkingen werden uitgevoerd ten opzichte van de TGF-β-behandelde groep met behulp van eenweg-ANOVA gevolgd door de multiple-comparisons test van Tukey. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Aanvullend bestand 1. Volledige nucleotidensequentie van het promoterfragment van het muis Col1a1 dat is gebruikt voor de constructie van de adenovirale reportervector. De promoterregio van 2354 bp komt overeen met de genomische coördinaten chr11:94824779–94827132 (NC_000077.7) en beslaat −2271 tot +83 bp ten opzichte van de TSS. Het promoterfragment is stroomopwaarts van het mCherry reportergen gekloond in de pDC315 shuttlevector voor de generatie van het recombinante adenovirale reportersysteem.Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende tabel S1. Primersequenties gebruikt voor RT-qPCR-analyse. De forward- en reversprimersequenties voor Col1a1 en het interne referentiegen 18S rRNA zijn vermeld in de 5′–3′-oriëntatie.Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende Figuur S1. Plasmidkaart van de pDC315-mCol1a1p-mCherry adenovirale shuttlevector. Het 2354 bp muis Col1a1 promoterfragment werd stroomopwaarts van het mCherry reportergen ingevoegd met behulp van een naadloze kloningsstrategie op basis van homologe recombinatie voor de generatie van het recombinante adenovirale reporterconstruct.Klik hier om dit bestand te downloaden.