Wszystkie procedury z udziałem uczestników ludzkich zostały zatwierdzone przez Radę Etyczną Szpitala Afiliowanego Uniwersytetu Hebei (Zatwierdzenie nr HDFY-LL-2021-232). Pisemna świadoma zgoda została uzyskana od wszystkich uczestników lub, jeśli dotyczy, od ich prawnych pełnomocników. Wszystkie eksperymenty na zwierzętach przeprowadzano zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi i krajowymi regulacjami oraz zostały zatwierdzone przez tę samą komisję etyczną. Zatwierdzony protokół określał szczegóły procedury podwiązywania i nakłucia cekalu (CLP), podawania adenowiwirusów, schematu znieczulenia oraz humanitarnych punktów końcowych.
Pobieranie próbek przez pacjenta
Pacjenci z sepsą byli prospektywnie rekrutowani w Szpitalu Afiliowanym Uniwersytetu Hebei między lutym 2022 a lipcem 2024 roku. Łącznie 50 pacjentów spełniło kryteria włączenia, w tym 26 mężczyzn i 24 kobiety w wieku 24-69 lat (średnio 52,4 ± 10,2 lat). Sepsa została zdiagnozowana według kryteriów Sepsy-3, wymagających podejrzenia lub potwierdzenia infekcji oraz zwiększenia wyniku Sequential Organ Failure Assessment (SOFA) o ≥ 2 punkty. Dla każdego pacjenta zarejestrowano pierwotne źródło infekcji (takie jak infekcje płuc, brzucha, dróg moczowych lub krwiobiegu) oraz nasilenie choroby (sepsa lub wstrząs septyczny), a rozkład wyników SOFA podsumowano, aby scharakteryzować obciążenie chorobą. Jako grupa kontrolna włączono 39 zdrowych osób bez klinicznych dowodów infekcji lub chorób zapalnych układowych (20 mężczyzn i 19 kobiet w wieku 26-70 lat, średnia 50,7 ± 11,0 lat), i nie stwierdzono istotnych różnic w wieku ani płci między grupami.
Krew żylna obwodowa była pobierana od pacjentów z sepsą przed rozpoczęciem leczenia specyficznego dla sepsy, gdy tylko było to możliwe. Krew (zazwyczaj 5-10 mL) była pobierana do rurek pokrytych kwasem etylendiaminetetraoctowym (EDTA) i delikatnie odwracana kilkakrotnie, aby wymieszać antykoagulant. Próbki zostały przetworzone w ciągu około godziny od pobrania. Plazma była pozyskiwana przez wirowanie w 1 500 × g przez 10 minut w temperaturze pokojowej, alicytatowana do oznakowanych mikrorurek i przechowywana w -80 °C do kolejnych pomiarów cytokin. Do ekstrakcji RNA i białek izolowano z części tej samej próbki komórki monojądrowe krwi obwodowej (PBMC) za pomocą pośrednika separacyjnego o gęstości i gradientie, zgodnie z instrukcjami producenta. Komórki były następnie dwukrotnie myte w PBS, liczone i przechowywane jako granulki komórkowe w temperaturze -80 °C.
Hodowla komórek i transfekcja
Komórki makrofagów myszy RAW264.7 były utrzymywane w medium RPMI-1640, uzupełnionym o 10% surowicę płodową z bydła inaktywowanego przez ciepło, 100 U/mL penicyliny oraz 100 μg/mL streptomycyny w nawilżonym inkubatorze w temperaturze 37 °C z 5%CO2. Komórki były przechodzione skrobakiem komórek przed osiągnięciem nadzbiegu, aby zachować stabilny fenotyp.
Do transfekcji komórki RAW264.7 zostały zasiane w ilości 5 ×10 komórek na dołek w płytkach 6-dołkowych w 2 mL kompletnego medium około 24 godzin przed ekspozycją na odczynniki. Gdy hodowle osiągały konfluencję 70-90%, kwasy nukleinowe (takie jak plazmidy ekspresyjne NEAT1 lub HMGB1, konstrukcje short-hairpin, mimiki lub inhibitory miR-181a-5p oraz odpowiadające im kontrole) były kompleksowane z lipidowym odczynnikiem transfekcyjnym w medium wolnym od surowicy zgodnie z instrukcjami producenta. Zazwyczaj 2-3 μg plazmidowego DNA lub 50-100 pmol drobnego RNA mieszano z zalecaną objętością odczynnika, pozwalano na utworzenie kompleksów w temperaturze pokojowej przez 10-15 minut, a następnie dodawano kroplami do komórek w medium wolnym od antybiotyków. Po 4-6 godzinach podłoże zostało zastąpione świeżym, kompletnym medium, a komórki inkubowano przez kolejne 24-48 godzin przed dalszymi badaniami.
Indukcja polaryzacji makrofagów
Aby wywołać polaryzację makrofagów zapalnych, komórki RAW264.7 mogły przylegać w płytkach 6-dołkowych przez co najmniej 4 godziny w pełnym nośniku. Następnie podłoże zastąpiono DMEM zawierającym 100 ng/mL lipopolisacharydów (LPS), a komórki inkubowano przez 6 godzin w temperaturze 37 °C z 5%CO2. Po stymulacji komórki były natychmiast przetwarzane pod kątem ekstrakcji RNA i białek, barwienia immunofluorescencji, testów migracji lub analizy apoptozy, w zależności od projektu eksperymentu.
Ilościowa reakcja łańcuchowa polimerazy w czasie rzeczywistym (qRT-PCR)
Całkowite RNA było ekstrahowane z hodowanych komórek, PBMC lub tkanek myszy za pomocą odczynnika monofazowego na bazie fenol-guanidinu zgodnie ze standardowymi procedurami. Krótko mówiąc, próbki były lizowane w 1 mL odczynnika na 106 komórek lub 50-100 mg tkanki, inkubowane przez 5 minut w temperaturze pokojowej, a następnie energicznie mieszane z chloroformem (0,2 mL na 1 mL odczynnika). Po inkubacji trwającej 2-3 minuty lizaty były wirowane w 12 000 × g przez 15 minut w temperaturze 4 °C, aby oddzielić fazy. Faza wodna została przeniesiona do nowej rurki, a RNA wytrącono z równą objętością izopropanolu. Mieszanka była następnie inkubowana przez około 10 minut, a następnie ponownie wirowana w 12 000 × g przez 10 minut w temperaturze 4 °C. Powstały pellet był myty etanolem 75%, wirowany w 7 500 × g przez 5 minut w temperaturze 4 °C, krótko suszony na powietrzu i rozpuszczany w wodzie wolnej od RNazy. Stężenie i czystość RNA oceniono za pomocą spektrofotometrii UV, a do analiz końcowych użyto próbek o stosunku A260/A 280 wynoszącym około 1,8-2,0. W razie potrzeby integralność weryfikowano za pomocą elektroforezy żelu agarozowego.
DNA komplementarne (cDNA) zostało zsyntetyzowane z całkowitego RNA przy użyciu komercyjnie dostępnego zestawu do transkrypcji odwrotnej, zgodnie z instrukcjami producenta. Dla miR-181a-5p zastosowano zaległości zapalniki specyficzne dla genu lub pętlę pętlową. Ilościowe PCR w czasie rzeczywistym przeprowadzono przy użyciu systemu PCR w czasie rzeczywistym oraz odpowiedniej mieszanki głównej (takiej jak SYBR Green- lub chemia sondowa) w całkowitej objętości reakcji 20 μL zawierającej szablon cDNA oraz 0,2-0,4 μM każdego startera. Typowe warunki cykliczne obejmowały początkową denaturację w 95 °C przez 3 minuty, następnie 40 cykli 95 °C przez 10 s i 60 °C przez 30 s, z analizą krzywej stopienia, gdy było to stosowne, aby potwierdzić specyficzność amplikonu. Poziomy ekspresji NEAT1 i HMGB1 zostały znormalizowane do GAPDH, a ekspresja miR-181a-5p została znormalizowana do małego jądrowego RNA U6. Ekspresja względna została obliczona metodą 2-ΔΔCt i wyrażona jako zmiana fałdów w porównaniu z grupami kontrolnymi. Sekwencje primerów i rozmiary ampliconów zostały zebrane w osobnym arkuszu kalkulacyjnym do złożenia jako Tabela Uzupełniająca 1.
Western blotting
W przypadku western blottingu komórki były dwukrotnie myte lodowatym PBS i lizowane w odpowiednim buforze radioimmunoprecipitacyjnym (RIPA) wzbogaconym inhibitorami proteazy. Lizaty inkubowano na lodzie przez 15-30 minut z okazjonalnym delikatnym mieszaniem, a następnie wirowano w 12 000 × g przez 15 minut w temperaturze 4 °C, aby usunąć zanieczyszczenia komórkowe. Pobrano supernatanty, a stężenia białek określono za pomocą testu kwasu bicynchoninowego (BCA).
Równe ilości białka (zazwyczaj 40 μg na tor) były mieszane z buforem ładowaniem, gotowano w temperaturze 95 °C przez 5-10 minut w celu denaturacji białek oraz rozdzielano na żelach dodecylosiarczanu sodu (SDS)-poliakrylamidu o odpowiednim stężeniu akryloamidu (na przykład 10-12% dla HMGB1). Białka były przenoszone na membrany z fluorku poliwinylidenu (PVDF) za pomocą mokrego lub półsuchego systemu transferu w warunkach zalecanych dla interesującego zakresu masy cząsteczkowej. Błony były blokowane 5% mlekiem beztłuszczowym lub albuminą surowicy bydłej (BSA) w soli fizjologicznej buforowanej Tris z 0,1% Tween-20 (TBST) przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej, a następnie inkubowano przez noc w temperaturze 4 °C z pierwotnymi przeciwciałami przeciwko HMGB1 (na przykład rozcieńczenie 1:500) i GAPDH (na przykład rozcieńczenie 1:1 000) rozcieńczone w buforze blokującym. Po trzech płukaniach w TBST membrany były inkubowane odpowiednimi przeciwciałami wtórnymi sprzężonymi z nadtlenkiem chrzanu przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej. Po kolejnych płukaniach zobrazowano pasma białkowe za pomocą podłoża o wzmocnionej chemiluminescencji i uchwycono cyfrowym systemem obrazowania. Intensywności pasmowe były kwantyfikowane za pomocą oprogramowania do analizy obrazów, sygnały HMGB1 zostały znormalizowane do GAPDH, a ekspresja względna porównywana między grupami.
Test reportera z podwójną lucyferazą
Fragmenty typu dzikiego i mutantów NEAT1 oraz obszaru HMGB1 3′-nieprzetłumaczonego (3′-UTR) zawierającego przewidywane miejsca wiązania miR-181a-5p zostały sklonowane do wektora reportera lucyferazy19. Wszystkie konstrukty zostały zweryfikowane przez sekwencjonowanie Sanger, aby potwierdzić miejsce wszczepienia i mutacji20. Komórki RAW264.7 zostały zasiane w płytkach z 24 dołkami i pozostawione do przylegania przez noc. Komórki były następnie współtransfekowane plazmidami reporterowymi oraz inhibitorami miR-181a-5p, mimikami lub odpowiadającymi im negatywnymi kontrolami za pomocą lipidowego reagenta transfekcyjnego, jak opisano w ogólnej procedurze transfekcji.
Po około 24-48 godzinach inkubacji komórki były myte PBS, lizowane w odpowiednim pasywnym buforze lizowym (np. 20 μL na dołek) i delikatnie mieszane, aby zapewnić pełną lizę. Aktywność lucyferazy mierzono za pomocą zestawu do testów podwójnej lucyferazy oraz luminometru, zgodnie z instrukcjami producenta. Aktywność lucyferazy świetlików została znormalizowana do aktywności lucyferazy Renilla, aby kontrolować efektywność transfekcji, a względna aktywność lucyferazy każdej grupy została porównana z odpowiadającą grupą kontrolną.
Badanie migracji przechodu przejścia
Migracja makrofagów została oceniona za pomocą komór transwell wcześniej pokrytych żelem macierzy zewnątrzkomórkowej odpowiednim do testów inwazji komórek. Żel rozcieńczono w stosunku 1:6 w medium bezsurowicowym na lodzie, a na górną powierzchnię każdej wkładki dodano 50 μL rozcieńczonego roztworu. Płytka była inkubowana w temperaturze 37 °C przez około 4 godziny, aby żel mógł się zastygnąć. Pobrano lub poddano zabiegom przetworzone lub obtraktowane komórki RAW264.7, które ponownie zawieszono w medium bezsurowicowym w ilości 1× 106 komórek/mL, a do górnej komory dodano 100 μL zawiesiny komórkowej (1 × 105 komórek ). Dolna komora wypełniona była 600 μL kompletnego medium zawierającego 10% surowicy płodowej bydła jako chemioatraktant.
Komórki inkubowano w temperaturze 37 °C z 5%CO2 przez 24 godziny. Na końcu inkubacji niemigrujące komórki pozostające na górnej powierzchni błony były delikatnie usuwane patyczkiem. Migrujące komórki przyczepiające się do dolnej powierzchni błony były utrwalane 95% etanolem przez około 20 minut w temperaturze pokojowej, a następnie barwione roztworem 0,5% kryształowego fioletu przez 10-15 minut. Nadmiar barwnika usuwano przez mycie PBS, a membrany suszono na powietrzu. Migrowane komórki badane były pod mikroskopem świetlnym, a komórki w kilku losowo wybranych polach na każdą inserwację liczono w sposób zaślepiony, aby ilościowo określić zdolność migracyjną.
Badanie apoptozy TUNEL
W celu wykrycia apoptozy komórki RAW264.7 zostały wyhodowane na szklanych pokrywkach i poddane wskazanym zabiegom lub transfekcjom. Komórki były utrwalane 4% paradehydem przez 30-60 minut w temperaturze pokojowej i płukane PBS. Endogenna aktywność nadtlenku była blokowana przez inkubację w 0,3% nadtlenku wodoru przez 20 minut, po czym nastąpiły płukania PBS. Użyto zestawu testowego TUNEL, a mieszanka etykietowa została nałożona do pokrycia komórek. Próbki inkubowano w temperaturze 37 °C przez około 60 minut w nawilżonej komorze, a reakcja została zatrzymana zgodnie z instrukcjami zestawu. Po inkubacji streptawidyną-HRP lub równoważnym odczynnikiem wykrywającym przez 30 minut w temperaturze 37 °C, jądra były wizualizowane za pomocą chromogenicznego substratu, takiego jak 3,3′-diaminobenzydyna (DAB), aż do momentu, gdy pojawiły się brązowo barwione apoptotyczne jądra. Preparaty były impregnowane hematoksyliną, odwodnione przez oczyszczony etanol, czyszczone ksylenem i mocowane za pomocą medium trwałego. Komórki apoptotyczne i jądra całkowite obserwowano pod mikroskopem świetlnym, a indeks apoptotyczny obliczono jako procent komórek TUNEL-dodatnich.
Immunofluorescencja
W przypadku immunofluorescencji fragmenty tkanek osadzonych w parafinie były odwoskowane w ksylenie i nawadniane przez serię stopniowego etanolu do wody. Pobranie antygenów przeprowadzono przy użyciu odpowiedniego buforu (np. bufor cytrynianowy, pH 6,0) oraz pobranie epitopów wywołanych ciepłem w mikrofalówce lub szybkowarze, zgodnie z zaleceniami przeciwciała. Po schłodzeniu i płukaniu sekcje blokowano 5% prawidłową surowicą w PBS przez 1 godzinę w 37 °C, aby zmniejszyć wiązanie niespecyficzne. Tkanki były następnie inkubowane przez noc w temperaturze 4 °C z pierwotnymi przeciwciałami przeciwko markerom polaryzacji makrofagów i cytokinom zapalnym, w tym CD206, TNF-α, IL-1β, IL-6, indukowalnym syntazie tlenku azotu (iNOS), IL-4, IL-10 i Arg-1 (zwykle w rozcieńczeniu 1:500), rozcieńczonych w buforze blokującym.
Następnego dnia sekcje były myte w PBS i inkubowane odpowiednimi przeciwciałami wtórnymi sprzężonymi z fluoroforem przez 1 godzinę w 37 °C w ciemności. Jądra były barwione kontrastowo 4′,6-diamidino-2-fenylindolem (DAPI) przez 5 minut. Po końcowych płukaniach sekcje były montowane za pomocą medium antyfade i badane pod mikroskopem fluorescencyjnym przy użyciu odpowiednich filtrów. Obrazy były wykonywane z jednolitymi ustawieniami ekspozycji dla różnych grup, a paski skali (na przykład 20 μm) i powiększenia były wskazywane we wszystkich panelach figurowych i legendach.
Model myszy wywołany przez CLP sepsą
Mężczyźni myszy C57BL/6 (24-32 g) byli aklimatyzowani co najmniej tydzień przed operacją, a następnie losowo przypisywani do grup Sham, CLP, CLP oraz negatywnie kontrolowanych krótkich włosów lub CLP z NEAT1 krótkimi spinkami (n = 6 w grupie). Myszy były znieczulone przez wdychanie eteru w zamkniętej komorze przez około 1-3 minuty, aż do utraty odruchu odruchowego lub innego znieczulenia zatwierdzonego przez instytucję w dawce i czasie ekspozycji, które powodowały utratę odruchu prostowania przy zachowaniu odpowiedniej funkcji oddechowej. Włosy na brzuchu zostały ogolone, a skóra zdezynfekowana odpowiednim środkiem antyseptykiem. Wykonano laparotomię linii środkowej o długości około 1-2 cm, aby odsłonić cekum wraz z przylegającym jelitem.
W przypadku CLP nasyp był delikatnie zezeteriorizowany i podwiązywany sterylnym szwem na około dwóch trzecich długości, przy czym nie zatkał zastawki kościowo-krętoskórowej ani nie osłabił przepływu krwi krezkowej. Podwiązany cekum był przekłuwany dwukrotnie sterylną igłą o skali określonej w zatwierdzonym protokole (na przykład 21 G), a niewielka ilość kału była delikatnie wyciskana, aby zapewnić przechodzliwość miejsc nakłucia. Następnie naczyń był wracany do jamy otrzewnej, a ściana brzucha i skóra zostały zamknięte warstwami za pomocą szwów. Myszy operowane na falę przechodziły tę samą laparotomię i ekspozycję na cekumę bez podwiązania czy nakłucia.
Aby osiągnąć in vivo obniżenie poziomu NEAT1, przygotowano wektor adenowiratowy kodujący shNEAT1 oraz odpowiadający mu wektor kontroli ujemnej przy określonym miacie (na przykład 1 × 10 9 jednostek tworzącychpłytki /mL). Stała objętość zawiesiny wirusowej (np. 100 μL na mysz) była podawana przez żyłę ogonową w określonym czasie względem CLP (na przykład 1 godzinę po operacji), zgodnie z projektem eksperymentalnym i zatwierdzonym przez komisję etyczną. Po operacji myszy otrzymywały standardową opiekę pooperacyjną, w tym resuscytację płynem podskórnym, jeśli było to wskazane, oraz monitorowano kliniczne objawy sepsy i niedogodności. W wyznaczonym czasie zwierzęta były uśpione humanitarnie przez przedawkowanie wdychania eteru w zamkniętej komorze, przy użyciu około 5-10 ml eteru w celu szybkiego zatrzymania oddechu, następnie potwierdzenia zgonu, pobrano krew do analizy cytokin, a organy pobrano do histopatologii, immunofluorescencji i badań molekularnych.
Analiza statystyczna
Analiza statystyczna była przeprowadzana przy użyciu SPSS w wersji 23.0 lub równoważnego pakietu oprogramowania statystycznego. Dane są przedstawiane jako średnia ± odchyleniu standardowym (SD), chyba że zaznaczono inaczej. Do porównań między dwiema grupami zastosowano test t-Studenta niesparowany, gdy dane były zwykle rozłożone z jednorodnymi wariancjami. Do porównań między trzema lub więcej grupami zastosowano jednokierunkową analizę wariancji (ANOVA), a następnie odpowiednie testy post hoc dla wielokrotnych porównań, gdy wykryto istotny ogólny efekt. Dwustronna wartość p < 0,05 uznana była za statystycznie istotną. Znaczenie symboli statystycznych (na przykład p < 0,05, *p < 0,01) zostało określone w legendach rysunków, a liczba replikacji biologicznych jest wskazana w odpowiednim tekście lub legendach.