Badanie to zostało zatwierdzone przez Komisję Etyki Pierwszego Szpitala w Zhangjiakou (nr zatwierdzenia 2024-KY-18). Wszyscy uczestnicy zostali poinformowani o celach badania oraz potencjalnych ryzykach i przed włączeniem do grupy badawczej wyrazili pisemną zgodę. Próbki krwi żylnej pobrano od zdrowych osób kontrolnych podczas rutynowych badań fizykalnych oraz od pacjentów z SCI bezpośrednio po przyjęciu do szpitala. Pomiary laboratoryjne zostały wykonane przez szpitalne laboratorium kliniczne. Narzędzia badawcze wykorzystane w niniejszym protokole wymieniono w Tabeli Materiałów.
1. Uczestnicy
W okresie od stycznia 2023 do stycznia 2025 roku z Pierwszego Szpitala w Zhangjiakou zrekrutowano łącznie 75 pacjentów z SCI. Kryteria włączenia obejmowały SCI potwierdzone w tomografii komputerowej (CT) lub rezonansie magnetycznym (MRI) oraz czas od momentu urazu do przyjęcia do szpitala wynoszący ≤ 12 h. Kryteria wykluczenia obejmowały: uraz rdzenia kręgowego lub mózgu bądź przebyty zabieg chirurgiczny w ciągu ostatnich 6 miesięcy; ciężką chorobę sercowo-naczyniową, w tym zawał mięśnia sercowego lub arytmię; ciążę lub okres laktacji; a także nowotwory złośliwe, upośledzoną funkcję wątroby lub nerek, ciężką chorobę naczyniowo-mózgową lub choroby zakaźne.
Zgodnie ze standardami klasyfikacji neurologicznej American Spinal Injury Association (ASIA)26, 75 pacjentów z SCI podzielono na grupy: z prawidłową funkcją neurologiczną (n = 21), z niepełnym SCI (n = 36) oraz z pełnym SCI (n = 18). Rozkład miejsc urazu przedstawiał się następująco: odcinek szyjny 36,0%, odcinek piersiowy 30,7% oraz odcinek lędźwiowy 3,3%. Do grupy kontrolnej w sposób losowy zakwalifikowano 30 zdrowych osób dobranych do populacji badawczej. Dla wszystkich uczestników zebrano podstawowe informacje kliniczne. Kryteria włączenia dla osób zdrowych obejmowały: brak historii urazów rdzenia kręgowego lub mózgu, operacji lub zaburzeń neurologicznych; brak historii przewlekłych chorób zapalnych, chorób autoimmunologicznych lub nowotworów; brak ciężkich chorób sercowo-naczyniowych, wątroby lub nerek; brak infekcji ostrych lub przewlekłych w ciągu ostatnich 4 tygodni; brak ciąży lub laktacji; oraz dopasowanie pod względem wieku i płci do grupy SCI.
Do oceny niezależności funkcjonalnej w czynnościach dnia codziennego wykorzystano skalę Functional Independence Measure (FIM). Maksymalna liczba punktów w skali FIM wynosi 126. W celu oceny funkcji czuciowych i ruchowych zastosowano punktację dla czucia dotykowego, acmestezji oraz funkcji motorycznych. Maksymalna liczba punktów dla czucia dotykowego i acmestezji wynosiła 12, a maksymalna punktacja motoryczna wynosiła 100. Niższe wyniki wskazują na cięższy stopień uszkodzenia neurologicznego.
2. Hodowla komórek, konstrukcja modelu i transfekcja
Unieśmiertelnione komórki mikrogleju mysiego BV2 otrzymano z Centrum Zasobów Komórkowych Szanghajskiego Instytutu Biotechnologii. Komórki hodowano w wysokoglukozowej pożywce DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) uzupełnionej o 10% płodowej surowicy bydlęcej (FBS), penicylinę (10 U/mL) i streptomycynę (10 U/mL). Komórki utrzymywano w temperaturze 37 °C w inkubatorze z nawilżaniem i zawartością 5% CO₂.
W celu konstrukcji modelu komórki BV2 stymulowano dawkami 0, 10, 20, 50, 10, 150 lub 20 ng/mL lipopolisacharydu (LPS) przez 24 h. Optymalne stężenie LPS wybrano na podstawie wyników eksperymentalnych.
Do transfekcji wykorzystano komórki BV2 wysiane w płytkach 6-dołkowych, które poddano procesowi po osiągnięciu odpowiedniego stopnia konfluencji. Odczynnik do transfekcji zastosowano w ilości 1.5 µL/well zgodnie z instrukcją producenta. Po 6 h medium hodowlane zastąpiono świeżym medium, a komórki inkubowano przez kolejne 24 h. Konstrukt do knockdownu LINC0707, odpowiadający kontrolę negatywną, oligonukleotyd miR-145-5p oraz odpowiedni oligonukleotyd kontrolny zastosowano w stężeniu 50 nM na dołek. Wszystkie eksperymenty z transfekcją powtórzono niezależnie co najmniej 5 razy, wykonując 3 równoległe powtórzenia w każdym niezależnym doświadczeniu. Dane poddano analizie statystycznej w oparciu o wyniki z co najmniej 5 niezależnych eksperymentów.
3. ELISA
Nadnadkładki hodowlane z transfekowanych i stymulowanych LPS komórek BV2 pobrano poprzez wirowanie przy 12,0 × g przez 10 min, a poziomy interleukiny-1β (IL-1β), IL-6 oraz czynnika martwicy nowotworów-α (TNF-α) zmierzono przy użyciu odpowiednich zestawów ELISA. W skrócie, analizę przeprowadzono poprzez sekwencyjną inkubację z biotynilowanym przeciwciałem, koniugatem HRP-streptawidyny oraz substratem TMB zgodnie z instrukcjami producenta. Absorbancję zarejestrowano przy 450 nm za pomocą czytnika mikropłytek. Poziomy cytokin wyznaczono na podstawie krzywych wzorcowych. Każdą próbkę zmierzono w trzech powtórzeniach, a przeprowadzono 6 niezależnych eksperymentów.
4. Pomiar ROS
Wewnątrzkomórkowe poziomy ROS w komórkach BV2 stymulowanych LPS zmierzono przy użyciu zestawu do oznaczania reaktywnych form tlenu. W skrócie, komórki inkubowano z 10 µmol/L DCFH-DA w temperaturze 37 °C przez 20 min. Po inkubacji odlano nadsącz, a komórki przemyto 3 razy solą fizjologiczną z buforem fosforanowym (PBS), aby usunąć nadmiar sondy pozakomórkowej. Intensywność fluorescencji zmierzono za pomocą czytnika mikropłytek przy długościach fal wzbudzenia i emisji odpowiednio 48 nm i 525 nm. Względne poziomy ROS obliczono na podstawie intensywności fluorescencji. Wszystkie próbki analizowano w trzech powtórzeniach, a cały eksperyment powtórzono niezależnie co najmniej 5 razy.
5. Oznaczanie poziomu malondialdehydu, dysmutazy ponadtlenkowej i glutationu
Zabrano potraktowane komórki BV2 i przygotowano homogenaty komórkowe. Próbki wirowano przy 12 0 × g przez 10 min w temperaturze 4 °C w celu uzyskania supernatantu. Do oznaczenia poziomów malondialdehydu (MDA), dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) i glutationu (GSH) w supernatantach komórkowych wykorzystano komercyjne zestawy do detekcji zgodnie z instrukcjami producenta. Wszystkie próbki analizowano w trzech powtórzeniach, a cały eksperyment powtórzono niezależnie co najmniej 5 razy.
6. Dualny test reporterowy lucyferazy
Fragmenty 3' niekodującej regionu (3' UTR) LINC0707 oraz TRAF6 zawierające przewidywane miejsca wiązania miR-145-5p, wraz z odpowiadającymi im sekwencjami zmutowanymi, sklonowano do wektora reporterowego lucyferazy pmirGLO w celu uzyskania konstruktów reporterowych typu dzikiego (WT-LINC0707 i WT-TRAF6) oraz zmutowanych (MUT-LINC0707 i MUT-TRAF6). Komórki BV2 poddano ko-transfekcji konstruktami reporterowymi oraz oligonukleotydami miR-145-5p, a następnie inkubowano przez 24 h. Następnie zebrano komórki i zmierzono aktywność lucyferazy świetlika oraz Renilla za pomocą czytnika mikropłytek.
7. RT-qPCR
Kwas RNA całkowity wyekstrahowano przy użyciu odczynnika do ekstrakcji RNA. Jakość RNA oceniono za pomocą pomiaru OD₂₆₀/OD₂₈₀ stosunek, przy czym wartości między 1,8 a 2,0 uznaje się za akceptowalne. Około 1 µg całkowitego RNA poddano odwrotnej transkrypcji do cDNA przy użyciu zestawu do odwrotnej transkrypcji. Ekspresję genów oznaczono metodą RT-qPCR z wykorzystaniem gotowej mieszaniny reakcyjnej SYBR Green PCR master mix. Odwrotną transkrypcję przeprowadzono w 42 °C przez 15 min, a następnie inaktywacja odwrotnej transkryptazy w temperaturze 95 °C przez 3 min. Zsyntetyzowane cDNA przechowywano w temperaturze −20 °C do czasu analizy. Ilościową reakcję PCR w czasie rzeczywistym przeprowadzono, rozpoczynając od przeddenaturacji w 95 °C przez 1 min, a następnie 40 cykli denaturacji w 95 °C przez 5 s, a następnie przyłączanie i elongację w 60 °C przez 15 s. Sygnały fluorescencji zbierano po każdym etapie przyłączania i elongacji. Analizę krzywej topnienia przeprowadzono w 95 °C przez 15 s, a następnie 60 °C przez 1 min. Poziomy ekspresji względnej obliczono przy użyciu metody 2-⁻ΔΔCt metoda. W celu normalizacji ekspresji genów jako referencję wewnętrzną wykorzystano GAPDH lub 5S. Sekwencje starterów były następujące: LINC0707, starter przedni 5'-CCAACAGGGTATCAGAATTCTC-3' i odwrotny 5'-TGCTGACAATAGCCATTAGG-3'; miR-145-5p, starter przedni 5'-GCCGAGGTCCAGTTCCCA-3' i odwrotny 5'-CTCAACTGGTGTCGTGGA-3'; TRAF6, starter przedni 5'-ATTACAACTGAGGTGCTTCT-3' i odwrotny 5'-GCATCTGGTTCTGTTATAGGA-3'; GAPDH, starter przedni 5'-ATCCCATCACCATCTTCCAGG-3' i odwrotny 5'-CGCCCCACTTGATTTTGG-3'; oraz 5S, starter przedni 5'-TCGTCTGATCTCGGAAGCTAA-3' i odwrotny 5'-AAGCCTACAGCACCCGGTAT-3'.
8. Analiza statystyczna
Analizy statystyczne przeprowadzono przy użyciu oprogramowania statystycznego. Normalność rozkładu danych oceniono za pomocą testu Shapiro-Wilka, przyjmując, że P > 0,05 wskazuje na rozkład normalny. Dane o rozkładzie normalnym przedstawiono jako średnią ± SD, natomiast dane o rozkładzie innym niż normalny przedstawiono jako medianę (P25, P75). W przypadku zmiennych ciągłych o rozkładzie normalnym, porównania między dwiema grupami przeprowadzono za pomocą testu t Studenta, a porównania między wieloma grupami za pomocą jednoczynnikowej analizy wariancji (ANOVA) z następującym po niej testem post hoc Tukeya. Dla danych o rozkładzie innym niż normalny, do porównań dwóch grup wykorzystano test U Manna-Whitneya, a do porównań wielu grup test Kruskala-Wallisa. Do analizy zmiennych kategorycznych między grupami zastosowano test chi-kwadrat. Analizy jednowymiarowej i wielowymiarowej regresji logistycznej wykorzystano do oceny czynników klinicznych związanych z ekspresją LINC0707. Zmienne ciągłe zdychotomizowano według mediany kohorty (grupa o wysokiej wartości = 1; grupa o niskiej wartości = 0). Zmienne z P < 0,05 w jednowymiarowej analizie regresji logistycznej włączono do wielowymiarowej analizy regresji logistycznej. Wyniki przedstawiono jako ilorazy szans (ORs) wraz z 95% przedziałami ufności (CIs), gdzie OR > 1 wskazywało na powiązanie dodatnie, a OR < 1 na powiązanie ujemne. Wszystkie eksperymenty dotyczące fenotypu komórek obejmowały co najmniej 4 niezależne powtórzenia biologiczne, z 3 powtórzeniami technicznymi na każde powtórzenie biologiczne. Wartość P < 0,05 uznano za istotną statystycznie.