Все процедуры с участием людей-участников были одобрены Советом по этическому рассмотрению аффилированной больницы Университета Хэбэй (Одобрение No HDFY-LL-2021-232). Письменное информированное согласие получалось от всех участников или, при необходимости, от их юридических представителей. Все эксперименты на животных проводились в соответствии с институциональными рекомендациями и национальными нормативами и были одобрены тем же этическим комитетом. Утверждённый протокол определял детали процедуры перевязки и пункции (CLP), аденовирусного введения, схемы анестезии и гуманных конечных точек.
Сбор образцов пациентов
Пациенты с сепсисом проспективно набирались в Аффилированную больницу Хэбэйского университета с февраля 2022 по июль 2024 года. Всего 50 пациентов соответствовали критериям включения, включая 26 мужчин и 24 женщины в возрасте от 24 до 69 лет (в среднем 52,4 ± 10,2 года). Сепсис был диагностирован по критериям сепсиса-3, что требовало предполагаемой или подтверждённой инфекции плюс повышением балла по последовательной оценке отказа органов (SOFA) на ≥ 2 пункта. Для каждого пациента регистрировались первичный источник инфекции (например, инфекции лёгких, внутрибрюшной системы, мочевыводящих путей или кровотока) и тяжесть заболевания (сепсис или септический шок), а распределение баллов SOFA суммировалось для характеристики бремени заболевания. В контрольной группе было включено 39 здоровых лиц без клинических признаков инфекции или системного воспалительного заболевания (20 мужчин и 19 женщин в возрасте 26-70 лет в среднем 50,7 ± 11,0 лет), при этом существенных различий в возрасте или полу между группами не выявлено.
Периферическая венозная кровь собиралась у пациентов с сепсисом перед началом специализированного лечения, когда это было возможно. Кровь (обычно 5-10 мл) забиралась в трубки, покрытые этилеродиаминететрауксусной кислотой (ЭДТА), и несколько раз аккуратно переворачивалась для смешивания антикоагулянта. Образцы были обработаны примерно в течение 1 часа после сбора. Плазму получали центрифугированием при 1 500 × г в течение 10 минут при комнатной температуре, алицитировали в маркированные микропробирки и хранили при -80 °C для последующих измерений цитокином. Для экстракции РНК и белка периферические мононуклеарные клетки крови (PBMC) были выделены из части тех же образцов с использованием среды для разделения плотности и градиента согласно инструкциям производителя. Затем клетки дважды промывались в PBS, пересчитывали и хранили в виде клеточных гранул при -80 °C.
Культивирование и трансфекция клеток
Клетки макрофагов мышей RAW264.7 содержались в среде RPMI-1640 с добавлением 10% тепловой инактивированной сыворотки плода крупного рогатого скота, 100 U/mL пенициллина и 100 мкг/мл стрептомицина в увлажнённом инкубаторе при 37 °C с 5%CO2. Клетки проходили с помощью скребка, прежде чем достичь пересечения, чтобы сохранить стабильный фенотип.
Для трансфекции клетки RAW264.7 были засеяны по 5 × 105 клеток на каждую скважину в пластинах с 6 лунками в 2 мл полной среды примерно за 24 часа до воздействия реагента. Когда культуры достигали слияния 70-90%, нуклеиновые кислоты (такие как плазмиды экспрессии NEAT1 или HMGB1, конструкции с короткими шпильками, мимикаторы или ингибиторы miR-181a-5p и соответствующие им контрольные компоненты) комплексировались с липидным трансфекционным реагентом в безсывороточной среде согласно инструкции производителя. Обычно 2-3 мкг плазмидной ДНК или 50-100 пмоль малой РНК смешивались с рекомендуемым объёмом реагента, давались образовывать комплексы при комнатной температуре в течение 10-15 минут, а затем капля добавлялись в клетки в среде без антибиотиков. Через 4-6 часов среду заменяли на свежую полную среду, и клетки инкубировали ещё 24-48 часов перед следующим анализом.
Индукция поляризации макрофагов
Для индуцирования поляризации воспалительных макрофагов клетки RAW264.7 оставались в пластинах с 6 лунками не менее 4 часа в полной среде. Затем среду заменили на DMEM с содержанием 100 нг/мл липополисахарида (LPS), а клетки инкубировали 6 часов при 37 °C с 5%CO2. После стимуляции клетки немедленно обрабатывались для экстракции РНК и белка, иммунофлуоресцентного окрашивания, миграционных тестов или анализа апоптоза, в зависимости от дизайна эксперимента.
Количественная полимеразная цепная реакция в реальном времени (qRT-PCR)
Общая РНК извлекалась из культивированных клеток, PBMC или мышиных тканей с помощью монофазного реагента на основе фенол-гуанидиния согласно стандартным процедурам. Кратко: образцы лизировали в 1 мл реагента на 106 клеток или 50–100 мг ткани, инкубировали 5 минут при комнатной температуре, а затем интенсивно смешивали с хлороформом (0,2 мл на 1 мл реагента). После инкубации в течение 2–3 минут лизаты центрифугировали при 12 000 × г в течение 15 минут при 4 °C для разделения фаз. Водная фаза была перенесена в новую трубку, и РНК осаждалась с равным объёмом изопропанола. Затем смесь инкубировала примерно 10 минут и снова центрифугировала при 12 000 × г в течение 10 минут при 4 °C. Полученная гранула была промыта 75% этанолом, центрифугирована при 7 500 × г в течение 5 минут при 4 °C, кратковременно высушена на воздухе и растворена в воде без РНаз. Концентрация и чистота РНК оценивались с помощью ультрафиолетовой спектрофотометрии, а для дальнейших анализов использовались образцы с соотношением A260/A 280 примерно 1,8-2,0. При необходимости целостность проверялась агарозным гелевым электрофорезом.
Комплементарная ДНК (кДНК) была синтезирована из полной РНК с помощью коммерчески доступного комплекта обратной транскрипции, следуя инструкциям производителя. Для miR-181a-5p использовались геноспецифические или петлёвые праймеры, как было рекомендовано. Количественная ПЦР в реальном времени проводилась с использованием системы ПЦР в реальном времени и подходящей мастер-смеси (например, SYBR Green- или зондовой химии) при общем объёме реакции 20 мкл, содержащем шаблон кДНК и 0,2-0,4 мкм каждого праймера. Типичные условия циклирования включали начальную денатурацию при 95 °C в течение 3 минут, затем 40 циклов при температуре 95 °C в течение 10 с и при 60 °C в течение 30 секунд, с анализом кривой расплава для подтверждения специфичности ампликона. Уровни экспрессии NEAT1 и HMGB1 были нормализованы до GAPDH, а экспрессия miR-181a-5p — до малой ядерной РНК U6. Относительная экспрессия была рассчитана с помощью метода 2-ΔΔCt и выражена как изменение сгибания по сравнению с контрольными группами. Последовательности праймеров и размеры ампликонов были собраны в отдельной таблице для подачи в виде дополнительной таблицы 1.
Вестерн блоттинг
При западном блотинге клетки дважды промывали ледяным PBS и лизировали в соответствующем буфере радиоиммунопреципитационного анализа (RIPA) с добавлением ингибиторов протеаз. Лизаты инкубировали на льду в течение 15–30 минут с редкими аккуратными смешиваниями и центрифугировали при 12 000 × г в течение 15 минут при 4 °C для удаления клеточного мусора. Были собраны супернатанты, а концентрации белка определены с помощью анализа на бицинхониновую кислоту (BCA).
Равные количества белка (обычно 40 мкг на полосу) смешивались с буфером для нагрузки, варили при 95 °C в течение 5-10 минут для денатурации белков и разделяли на гелях натрия додецилсульфата (SDS)-полиакриламида соответствующей концентрации акриламида (например, 10-12% для HMGB1). Белки переносились на мембраны поливинилиденфторида (PVDF) с помощью влажной или полусухой системы переноса при условиях, рекомендованных для интересующего молекулярного диапазона. Мембраны блокировались 5% обезжиренным молоком или бычьей сывороткой альбумином (BSA) в трисбуферном физиологическом растворе с 0,1% Tween-20 (TBST) в течение 1 часа при комнатной температуре, а затем инкубировали ночью при 4 °C с первичными антителами к HMGB1 (например, разбавление 1:500) и GAPDH (например, разбавление 1:1 000), разбавленных в блокирующем буфере. После трёх промыв в TBST мембраны инкубировали подходящими вторичными антителами, конъюгированными пероксидазой хрена, в течение 1 часа при комнатной температуре. После дополнительных промывок белковые полосы визуализировались с помощью улучшенного хемилюминесцентного субстрата и зафиксированы с помощью цифровой системы визуализации. Интенсивность полос количественно оценивалась с помощью программного обеспечения для анализа изображений, сигналы HMGB1 нормализовались до GAPDH, а относительная экспрессия сравнивалась между группами.
Анализ двойной люциферазы репортеров
Дикие и мутантные фрагменты NEAT1 и 3′-нетранслированной области HMGB1 (3′-UTR), содержащие предсказанные сайты связывания miR-181a-5p, были клонированы в репортерный вектор люциферазы19. Все конструкции были подтверждены секвенированием Сэнгера для подтверждения вставки и участковмутации 20. Ячейки RAW264.7 были засеяны в пластины с 24 скважинами и остались прилипать на ночь. Клетки затем котрансфицировались с репортерными плазмидами и либо ингибиторами miR-181a-5p, либо мимиками, либо соответствующими отрицательными контролями с использованием липидного трансфекционного реагента, как описано для общей процедуры трансфекции.
Примерно через 24–48 часов инкубации клетки промывали с помощью PBS, лизировали в соответствующем пассивном лизисном буфере (например, 20 мкл на одну скважину) и аккуратно перемешивали для полного лизиса. Активность люциферазы измерялась с помощью комплекта для анализа с двойным люциферазой и люминометра, следуя инструкциям производителя. Активность люциферазы светлячков была нормализована до активности люциферазы Renilla для контроля эффективности трансфекции, а относительная активность люциферазы каждой группы сравнивалась с соответствующим контрольным показателем.
Миграционный анализ Трансвелла
Миграция макрофагов оценивалась с использованием трансвелловых камер, предварительно покрытых внеклеточным матриксным гелем, подходящим для анализов вторжения клеток. Гель разбавлялся в соотношении 1:6 в безсывороточной среде на льду, а на верхнюю поверхность каждой вставки добавляли 50 мкл разбавленного раствора. Пластину инкубировали при 37 °C примерно 4 часа, чтобы гель мог затвердеть. Трансфектированные или обработанные клетки RAW264.7 были взяты, вновь суспендированы в безсывороточной среде при 1 ×10 6 клеток/мл, а 100 мкл суспензии клетки (1 ×10 5 клеток) добавляли в верхнюю камеру. Нижняя камера была заполнена 600 мкл полной среды, содержащей 10% плодовой бычий сыворотки в качестве химиоаттрактанта.
Клетки инкубировали при 37 °C с 5%СО2 в течение 24 часов. В конце инкубации немигрировавшие клетки, оставшиеся на верхней поверхности мембраны, аккуратно удалялись ватной палочкой. Мигрировавшие клетки, прилипшие к нижней поверхности мембраны, фиксировались 95% этанолом примерно 20 минут при комнатной температуре, а затем окрашивались раствором 0,5% кристаллического фиолетового в течение 10–15 минут. Лишний краситель удалялся промывкой с помощью PBS, а мембраны сушили на воздухе. Мигрировавшие клетки изучались под световым микроскопом, а клетки в нескольких случайно выбранных полях в каждой вставке подсчитывались вслепым образом для количественной оценки миграционной способности.
Анализ апоптоза TUNEL
Для обнаружения апоптоза клетки RAW264.7 культивировались на стеклянных покрытиях и подвергались указанным методам обработки или трансфекциям. Клетки фиксировались 4% параформальдегидом на 30-60 минут при комнатной температуре и промывались с помощью PBS. Эндогенная пероксидазная активность блокировалась инкубацией в перекиси водорода 0,3% в течение 20 минут, после чего следовали промывки PBS. Использовался набор для анализа TUNEL, а для покрытия клеток наносили смесь для маркировки. Образцы инкубировали при 37 °C примерно 60 минут в увлажнённой камере, и реакция была остановлена согласно инструкциям комплекта. После инкубации стрептавидином-HRP или эквивалентным реагентом для обнаружения в течение 30 минут при 37 °C ядра визуализировали с хромогенным субстратом, таким как 3,3′-диаминобензидин (DAB), пока не стали заметны коричневые апоптотические ядра. Стекли окрашивались гематоксилином, обезвоживались с помощью градированного этанола, очищались ксилолом и монтировались с помощью постоянного материала. Апоптотические клетки и полные ядра наблюдались под световым микроскопом, а апоптотический индекс рассчитывался как процент клеток, положительных к TUNEL.
Иммунофлуоресценция
Для иммунофлуоресценции срезы ткани, вложенные в парафин, были обезвощены в ксилоле и регидированы через серию градуированного этанола в воду. Забор антигена проводился с использованием соответствующего буфера (например, цитратного буфера, pH 6.0) и теплового извлечения эпитопа с помощью микроволновой или скороварки, согласно рекомендациям по антителам. После охлаждения и промывания секции блокировались 5% нормальной сывороткой в PBS на 1 час при 37 °C для снижения неспецифического связывания. Ткани затем инкубировали ночью при 4 °C с первичными антителами против маркеров поляризации макрофагов и воспалительных цитокинов, включая CD206, TNF-α, IL-1β, IL-6, индуцируемую оксидную азот-синтазу (iNOS), IL-4, IL-10 и Arg-1 (обычно при разбавлении 1:500), разбавленных в блокирующем буфере.
На следующий день секции были промыты в PBS и инкубированы соответствующими вторичными антителами, конъюгированными с фторофором, в течение 1 часа при 37 °C в темноте. Ядра были контрокрашены 4′,6-диамидино-2-фенилиндолом (DAPI) в течение 5 минут. После окончательных промыв секции монтировались с помощью монтажной среды против затухания и исследовались под флуоресцентным микроскопом с использованием подходящих фильтров. Изображения получались с одинаковыми настройками экспозиции для разных групп, а на всех панелях и надписях фигуры отображались полосы масштаба (например, 20 мкм) и увеличения.
Модель мыши с сепсисом, вызванной CLP,
Самцы мышей C57BL/6 (24-32 г) акклиматизировались не менее чем за 1 неделю до операции, а затем случайным образом распределены по группам Sham, CLP, CLP плюс отрицательный контроль короткой шпильки или CLP плюс NEAT1 (n = 6 на группу). Мышей анестезировали вдыханием эфира в закрытой камере примерно 1–3 минуты, пока не пропало эфир с рефлексом выпрямления или другого одобренного анестетика при дозе и длительности воздействия, что вызывало потерю рефлекса выправления при сохранении достаточной дыхательной функции. Волосы на животе были выбриты, а кожа продезинфицирована соответствующим антисептиком. Была проведена средняя лапаротомия диаметром примерно 1-2 см, чтобы обнажить слепую кишку с прилегающей кишкой.
При CLP слепочная кость была аккуратно наружу выведена и перевязана стерильным швом примерно на две трети длины, стараясь не закрывать илеоцекальный клапан и не нарушать кровоток брыжей. Перевязанная слепая кость была дважды проколона стерильной иглой калибра, указанного в утверждённом протоколе (например, 21 G), и небольшое количество фекального материала аккуратно экструдировалось для обеспечения проходимости мест проколов. Затем слепую мышцу возвращали в брюшную полость, а брюшную стенку и кожу закрывали слоями швами. Мыши, оперируемые с помощью имитации, проходили такую же лапаротомию и контакт слепокожей груди без перевязки или проколов.
Для достижения in vivo knockdown-а NEAT1 был подготовлен аденовирусный вектор, кодирующий shNEAT1, и соответствующий отрицательный контрольный вектор при определённом титре (например, 1 × 109 единиц образования бляшек/мл). Фиксированный объём вирусной суспензии (например, 100 мкл на мышь) вводился через хвостовую вену в определённое время относительно CLP (например, через 1 час после операции), как описано в экспериментальном дизайне и одобрено этическим комитетом. После операции мыши получали стандартный послеоперационный уход, включая подкожную жидкостную реанимацию при признаках, а также проходили наблюдение на клинические признаки сепсиса и дискомфорта. В заранее определённый момент животных гуманно усыпляли путём передозировки эфира в закрытой камере с использованием примерно 5-10 мл эфира для быстрого прекращения дыхания, после чего подтверждали смерть, собирали кровь для анализа цитокином, а органы брали для гистопатологии, иммунофлуоресценции и молекулярных анализов.
Статистический анализ
Статистический анализ проводился с использованием версии SPSS 23.0 или аналогичного программного пакета. Данные представлены в виде среднего ± стандартного отклонения (SD), если не указано иное. Для сравнения между двумя группами использовался непарный t-тест Студента, когда данные обычно распределялись с однородными дисперсиями. Для сравнений между тремя и более группами применялся односторонний анализ дисперсии (ANOVA), за которым следовали соответствующие пост-хок тесты для множественных сравнений при обнаружении значимого общего эффекта. Двустороннее значение p < 0,05 считалось статистически значимым. Значение статистических символов (например, p < 0,05, *p < 0,01) было определено в легендах на рисунках, а количество биологических реплик указано в соответствующем тексте или легендах.