Este protocolo descreve os procedimentos experimentais usados para investigar os efeitos da modulação circZBTB46 na sinalização inflamatória, estresse oxidativo e ativação da via ERBB2-AKT em HUVECs.
Cultura celular
As células HUVECs usadas neste estudo foram obtidas de uma fonte comercial. Os HUVECs foram usados como modelo representativo de células endoteliais devido à sua ampla disponibilidade, condições de cultura reprodutível e alta eficiência de transfecção, que facilitam a manipulação genética e a investigação mecanicista das vias de sinalização endoteliais sob estresseinflamatório 15,16. Os HUVECs foram cultivados em DMEM suplementado com soro fetal bovino a 10% (v/v) e um coquetel antibiótico-antimicoótico com concentração de 1%. Todas as culturas celulares foram mantidas sob condições fisiológicas padrão em uma câmara umidificada (37 °C, 5% CO2), que promoveu a proliferação celular sustentada enquanto preservava >95% de viabilidade, conforme confirmado pelo ensaio de exclusão com azul de tripano. Embora meios específicos endoteliais (por exemplo, EGM-2 ou M199 suplementados com suplementos de crescimento endotelial) sejam comumente recomendados para manutenção a longo prazo do HUVEC, o DMEM foi utilizado neste estudo para garantir consistência entre tratamentos experimentais e compatibilidade com estimulação LPS e ensaios de inibidores farmacológicos. Para os ensaios do inibidor de AG-825, incube HUVECs com DMEM fresco contendo 10 μM de AG-825 por 1 hora. Depois, adicione a solução de LPS aos poços para alcançar uma concentração final de 10 μg/mL e continue a cultura por 24 horas. Para minimizar a deriva fenotípica potencial, os HUVECs foram usados em números de passagens baixos e expostos a condições experimentais baseadas em DMEM apenas para ensaios de curto prazo. Todos os experimentos funcionais foram realizados dentro de janelas de tratamento definidas, em vez de durante cultivos prolongados.
Transfecção celular
Para elucidar o papel biológico do circZBTB46, plasmídeos de superexpressão (oe-circZBTB46) e construtos de controle negativos correspondentes (oe-NC) foram sintetizados e validados pelo GenScript. Os HUVECs foram semeados em placas de 6 poços com uma densidade de 1 x 10⁵ células/poço e cultivados durante a noite até atingir ~70%-80% de confluência no momento da transfecção. Para cada poço, 2,5 μg de DNA plasmídico (oe-circZBTB46 ou oe-NC) foi diluído em 125 μL de meio sérico reduzido e misturado com 2,5 μL do reagente P3000 (Tubo A). Paralelamente, 3,75 μL de Lipofectamina 3000 foram diluídos em 125 μL de meio sérico reduzido (Tubo B). O tubo A e o tubo B foram então combinados, suavemente misturados e incubados em temperatura ambiente por 15-20 minutos para permitir a formação de complexos (volume complexo final: 250 μL/poço). Os complexos foram adicionados gota a gota às células em meio completo sem antibióticos. Após 6 horas de incubação a 37 °C, 5% de CO2, o meio de transfecção foi substituído por meio de crescimento fresco completo. As células foram cultivadas por 48 horas antes dos ensaios subsequentes. Todos os procedimentos seguiram as instruções do fabricante.
Modelo induzido por LPS
Para gerar um modelo in vitro SA-AKI, HUVECs (5 x 10 célulasde 5 células/poço) transfectados com oe-circZBTB46 ou NC foram semeados em placas de 96 poços e mantidos por 24 horas até que a confluência de 80% fosse atingida. Após isso, essas células passaram por tratamento com LPS a 10 μg/mL por 24 horas. HUVECs sem tratamento com LPS serviram como grupo controle.
qRT-PCR
A extração total de RNA dos HUVECs utilizou um reagente comercial. A transcrição reversa para síntese de cDNA foi realizada com o kit comercial de reagentes. A PCR quantitativa (qPCR) foi executada em triplicado usando um Sistema de PCR em Tempo Real junto com uma mistura master. As quantidades de expressão dos genes-alvo foram calibradas contra U6, com análise realizada pelo método 2−ΔΔCT 17,18. Para análise de expressão de circRNA, o RNA nuclear pequeno de U6 foi usado como referência interna para normalização, pois é comumente empregado para quantificar pequenos RNAs não codificantes e tem sido relatado como apresentando expressão relativamente estável em condições experimentais in vitro de curto prazo. As sequências de instruções aplicadas neste estudo são listadas da seguinte forma:
circZBTB46-Ataque: 5'-CGGCGCTCATGAGTAAGAAC-3'
circZBTB46-Reverso: 5'-CGCCTCTTCTACAGACTGGG-3'
U6-Atacante: 5'-TGCTATCACTTCAGCAGCA-3'
U6-Reverso: 5'-GAGGTCATGCTAATCTTCTCTCTG-3'.
Ensaio CCK-8
A viabilidade dos HUVECs foi avaliada usando CCK-8 comprados comercialmente. Resumidamente, as células foram semeadas em uma placa de 96 poços, e as células passaram por cultura de adesão por 24 horas. Após isso, 10 μL de solução de CCK-8 foram adicionados a cada poço, e as células foram ainda incubadas a 37 °C por 2 horas. Um leitor de microplacas foi empregado para medir a densidade óptica (OD) em um comprimento de onda de 450 nm. Observações preliminares demonstraram que 10 μg/mL de LPS diminuíram significativamente a viabilidade dos HUVECs, levando à seleção dessa concentração para processos experimentais subsequentes.
Citometria de fluxo
Inicialmente, os HUVECs foram destacados com tripsina livre de EDTA de acordo com procedimentos padrão. De acordo com as diretrizes do fabricante para o Kit de Ensaio de Apoptose Annexin V-APC/PI, as suspensões de células foram centrifugadas a 1.000 x g por 5 minutos a 4 °C, após dissociação enzimática. As células em pellets foram então lavadas 2 vezes com PBS gelado sob condições idênticas e ressuspensas em 100 μL de tampão de ligação 1x. Cada amostra foi tratada com 5 μL de conjugado Annexin V-FITC e 5 μL de solução de coloração com iodeto propidiano (PI), seguida por uma incubação de 10 minutos no escuro, à temperatura ambiente (20-25 °C). Por fim, 400 μL de tampão de ligação 1x foram adicionados a todas as amostras, e a apoptose foi analisada em 1 hora usando um citometro de fluxo. Os eventos foram inicialmente bloqueados pelo FSC/SSC para excluir detritos. Para análise de apoptose, portas de quadrantes foram então aplicadas no gráfico Annexin V-FITC vs PI usando controles apropriados (não corados e controles de coloração única/compensação) para definir populações vivas (Annexin V-/PI-), apoptóticas precoces (Annexin V+/PI-), apoptóticas tardias (Annexin V+/PI+) e necróticas (Annexin V-/PI+). O mesmo modelo de portão e limites foram aplicados em todas as amostras.
Ensaio ELISA
As concentrações de fatores inflamatórios — fator de necrose tumoral α (TNF-α), interleucina-6 (IL-6) e interleucina-1β (IL-1β) — no supernadante de HUVECs cultivados foram medidas usando kits ELISA comercialmente disponíveis. Especificamente, foram usados o Kit ELISA TNF-α Humano, o Kit ELISA IL-6 Humano e o Kit ELISA IL-1β Humano conforme as instruções do fabricante. Para cada ensaio, 50 μL de sobrenadante de cultura celular não diluída eram carregados por poço. Curvas padrão foram geradas usando as diluições seriais fornecidas (TNF-α: 0-1000 pg/mL; IL-6: 0-500 pg/mL; IL-1β: 0-200 pg/mL). Após a amostra e a adição padrão, as placas foram incubadas a 37 °C por 90 minutos, seguidas por cinco lavagens com tampão de lavagem. O anticorpo de detecção conjugado com biotina foi então adicionado e incubado a 37 °C por 60 minutos. Após outra etapa de lavagem, estreptavidina-HRP foi adicionada e incubada a 37 °C por 30 minutos. Após uma lavagem final, o substrato 3,3',5,5'-tetrametilbenzidina (TMB) foi adicionado e incubado a 37 °C no escuro por 15 minutos. A reação foi interrompida com solução de parada, e a absorvância foi imediatamente medida em 450 nm com comprimento de onda de referência de 630 nm. Cada amostra e padrão foi analisado em duplicado, e todos os experimentos incluíram três réplicas biológicas independentes. Os níveis de marcadores de estresse oxidativo — malondialdeído (MDA), superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) — no sobrenadante foram avaliados usando o MDA ELISA Kit, SOD ELISA Kit e CAT ELISA Kit, respectivamente, seguindo os protocolosfornecidos 19, 20 e 21. Para ensaios MDA e SOD, 40 μL de sobrenadante foram usados por poço sem diluição; para CAT, as amostras eram diluídas 1:10 com buffer de ensaio antes do carregamento. Curvas padrão foram preparadas de acordo com as especificações do kit (MDA: 0-60 nmol/mL; SOD: 0-100 U/mL; CATA: 0-100 U/mL). As etapas de incubação foram realizadas da seguinte forma: MDA - 60 min a 37 °C; SOD - 60 min a 37 °C; GATO - 30 min a 37 °C. As placas foram lavadas 4 vezes entre as etapas principais da incubação. O desenvolvimento da cor foi alcançado adicionando os respectivos substratos e incubando a 37 °C (MDA: 15 min; Tempo de descanso: 20 min; CAT: 15 min). A absorção foi registrada em 450 nm para SOD e CAT, e em 532 nm para MDA. Todas as medições foram realizadas em poços duplicados e repetidas em três réplicas biológicas independentes.
Sequenciamento de RNA
O RNA total foi extraído dos HUVECs usando reagentes comerciais conforme as instruções do fabricante. A pureza e concentração de RNA foram avaliadas usando um espectrofotômetro medindo a absorvância em 260 nm e 280 nm (A260/A280), e a integridade do RNA foi avaliada com um bioanalisador. Apenas amostras de RNA com Número de Integridade de RNA (RIN) ≥ 7 foram usadas para preparação subsequente da biblioteca. O RNA ribossomal foi removido durante a preparação da biblioteca usando um procedimento padrão de depleção de rRNA realizado por uma empresa comercial. Quando indicado, o tratamento com RNase R foi aplicado antes da construção da biblioteca para digerir seletivamente RNAs lineares e enriquecer espécies circulares de RNA. A fragmentação de RNA foi então realizada sob condições de temperatura elevada, seguindo o protocolo padrão do manual do Kit de Preparação de Biblioteca de RNA para gerar fragmentos de RNA de tamanho adequado. As bibliotecas de sequenciamento foram preparadas usando o RNA Library Preparation Kit de acordo com as instruções do fabricante e sequenciadas em uma plataforma Illumina usando uma estratégia de sequenciamento de extremidades pareadas com comprimento de leitura de 150 bp (PE150). A profundidade do sequenciamento era suficiente para suportar a análise em todo o transcriptoma. As leituras de sequenciamento bruto foram processadas usando procedimentos padrão de controle de qualidade para remover sequências de adaptadores e leituras de baixa qualidade. Leituras limpas foram alinhadas ao genoma de referência humano, e os níveis de expressão gênica foram quantificados conforme22,23. Genes diferencialmente expressos (DEGs) entre HUVECs com superexpressão circZBTB46 e HUVECs tratados com NC sob estimulação LPS foram identificados usando métodos estatísticos estabelecidos. A análise de enriquecimento de conjuntos gênicos (GSEA) foi realizada para identificar vias de sinalização associadas à superexpressão do circZBTB46. Os genes foram classificados com base na expressão diferencial entre grupos experimentais. Conjuntos de genes selecionados do Banco de Dados de Assinaturas Moleculares (MSigDB) foram usados para análise de enriquecimento. A significância do enriquecimento foi avaliada com base na pontuação normalizada de enriquecimento (NES) e na taxa de falsas descobertas (FDR), com FDR < 0,25 considerada estatisticamente significativa. O sequenciamento de circRNA e todas as análises bioinformáticas associadas foram terceirizados.
Identificação de DEGs
Para triar os DEGs, os níveis de expressão entre dois grupos distintos foram contrastados via o pacote de software DESeq (2012) R. Os limiares para significância estatística foram definidos como p < 0,05 com um |log2FC| valor superior a 0,58. O mapa de calor foi gerado pelo pacote Pheatmap R, e o gráfico do vulcão usou o pacote Goplot2 R para desenho.
Análise de enriquecimento funcional
Análises de enriquecimento GO e KEGG derivadas de transcrições lineares foram realizadas usando a plataforma online EnrichR, e o Bubble Chart foi desenhado com base no pacote GOplot R. O software GSEA foi utilizado, baseado na matriz de expressão e nos arquivos do conjunto de genes fornecidos pelo banco de dados MSigDB, com parâmetros de análise definidos (por exemplo, número de permutações e métodos estatísticos). O enriquecimento dos conjuntos de genes foi avaliado usando a pontuação de enriquecimento normalizado (NES), valor P e valor FDR, proporcionando uma exploração aprofundada das funções e potenciais mecanismos biológicos dos genes expressos diferencialmente.
Western blot
A proteína total foi extraída dos HUVECs (aproximadamente 1 x 10⁶ células) usando tampão de lise RIPA suplementado com inibidores de protease e fosfatase. A concentração de proteína foi determinada com um Kit de Quantificação de Proteínas BCA. Quantidades iguais de proteína (20 μg por pista) foram resolvidas por eletroforese em géis de dodecil sulfato de sódio-poliacrilamida a 10% (SDS-PAGE) a 80 V por 30 minutos, seguidos por 120 V por 60 minutos. Posteriormente, proteínas foram transferidas para membranas de polivinilideno fluoreto (PVDF) usando um sistema de transferência úmida a 100 V por 90 minutos a 4 °C. As membranas foram bloqueadas com 5% de leite desnatado em soro sorológico tampão Tris-buffer, com 0,1% Tween-20 (TBST) por 1 hora em temperatura ambiente, seguida de incubação com anticorpos primários diluídos no mesmo tampão bloqueador (tipicamente 1:1000 para proteínas-alvo e 1:5000 para GAPDH) a 4 °C durante a noite. Os principais anticorpos utilizados foram os seguintes: ERBB2, p-AKT, AKT e GAPDH. Após a incubação, as membranas foram lavadas 3 vezes (10 min por lavagem) com TBST e depois incubadas com um anticorpo secundário IgG anti-coelho conjugado com peroxidase de raiz-forte (HRP) (1:5000 em buffer bloqueador) por 1h em temperatura ambiente. Após três lavagens adicionais de TBST (10 min cada), as bandas proteicas foram visualizadas usando um Kit de Substrato Western Blotting de Quimioluminescência Aprimorada (ECL) e imagens com um Sistema de Imagem. As intensidades das bandas foram quantificadas usando software.
Análise estatística
Avaliações estatísticas foram realizadas usando o GraphPad Prism 10. Os dados são exibidos como meios ± erro padrão das médias (SEMs). Um valor-p < 0,05 foi definido para indicar significância estatística.