$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
NEAT1 ekspresyonu ve tanısal değeri
Sağlıklı kontrol (HC) grubuyla karşılaştırıldığında, IBS-D hastalarında NEAT1 ekspresyon seviyeleri belirgin şekilde daha yüksekti (P < 0.0001; Şekil 1A). Alıcı işletim karakteristiği (ROC) eğrisi ile gösterilen NEAT1 eğri altı alanı (AUC) 0,867 idi (95% CI: 0,821–0,913). Özgüllüğü %75,9 iken hassasiyeti %84,5 idi (Şekil 1B). Bu durum, IBS-D hastalarının serumundaki anormal NEAT1 ekspresyonunun, hastalık için yeni bir tanısal biyobelirteç olarak hizmet edebileceğini göstermektedir.
Ek olarak, sağlıklı ve IBS-D gruplarındaki hastaların klinik verileri karşılaştırılmıştır. Sonuçlar; yaş, cinsiyet veya diğer özellikler açısından iki grup arasında anlamlı bir fark olmadığını göstermiştir (P > 0.05). Bununla birlikte, HADS, bağırsak hareketleri ve dışkı formlarında anlamlı farklar saptanmıştır (P < 0.0001, Tablo 2). Karın ağrısı sıklığına gelince, 69 hasta ≥ 5 gün boyunca semptom yaşamış olup vakaların %59,48'ini oluşturmuştur. Karın ağrısının şiddetiyle ilgili olarak, 72 hastanın skoru ≥ 5 olup %62,07'sini oluşturmuştur (Tablo 2). Bu durum, IBS-D'li hastaların semptomları ile kontrol grubundan açıkça ayırt edilebildiği anlamına gelmektedir. Yükselmiş NEAT1 ile IBS-D semptomları arasındaki klinik ilişki göz önüne alındığında, bir sonraki aşamada LPS ile işlem görmüş Caco-2 hücre modeli kullanarak NEAT1'in bağırsak bariyer bütünlüğü üzerindeki fonksiyonel etkisini inceledik.
Düşük NEAT1 seviyelerinin LPS ile işlem görmüş Caco-2 hücrelerinde bağırsak bariyer hasarı ve inflamatuar yanıtlar üzerindeki etkileri
IBS-D'de görülen bağırsak bariyer disfonksiyonunu ve düşük dereceli inflamasyonu modellemek için Caco-2 hücrelerini LPS ile tedavi ettik. Hücrelere LPS eklendiğinde, NEAT1 seviyeleri kontrol grubuna kıyasla yukarı regüle olmuştur. si-NEAT1 ile transfeksiyondan sonra, NEAT1 seviyesi LPS + si-NC grubuna göre belirgin şekilde azalmıştır (P < 0.0001, Şekil 2A). LPS tedavisi, kontrol grubuna göre hücre canlılığını azaltmış ve apoptozu artırmıştır. NEAT1 susturulmasından sonra, hücre canlılığı artmış ve apoptoz oranı LPS + si-NC grubuna kıyasla azalmıştır (P < 0.001; Şekil 2B,C). NEAT1 susturulmasından sonra, LPS ile azalan TEER önemli ölçüde geri kazanılmıştır (P < 0.0001, Şekil 2D). LPS, kontrollere kıyasla ZO-1 ve occludin mRNA ekspresyonunu azaltırken claudin-2 ekspresyonunu artırmıştır; buna karşılık NEAT1 susturulması bu değişiklikleri tersine çevirmiştir (P < 0.001, Şekil 2E-G). LPS tedavisi, hücrelerde inflamatuar bir yanıtı tetikleyebilir. Hücrelerdeki pro-inflamatuar faktörler TNF-α, IL-6, IL-8 ve IL-1β seviyeleri kontrol grubundan daha yüksek çıkmıştır. NEAT1 susturulmasının ardından, hücrelerdeki pro-inflamatuar faktör miktarları si-NC grubuna kıyasla önemli ölçüde azalmıştır (P < 0.0001, Şekil 3A-D). Bu durum, düşük NEAT1 seviyelerinin LPS kaynaklı bağırsak bariyer disfonksiyonunu ve inflamatuar yanıtları azalttığını ve NEAT1'in IBS-D progresyonuna katkıda bulunabileceğini göstermektedir.
Caco-2 hücrelerinde NEAT1'in doğrudan bağlanması ve miR-29b-3p üzerindeki etkileri
Caco-2 hücrelerinde, NEAT1 öncelikli olarak sitoplazmada bulunur (Şekil 4A). NEAT1 ve miR-29b-3p'nin bağlanma bölgeleri ENCORI veritabanı kullanılarak tahmin edilmiştir. Buna dayanarak, WT-NEAT1 ve MUT-NEAT1 dizilerini tasarladık (Şekil 4B). DLR deney sonuçları, miR-29b-3p taklitçilerinin (mimics), taklitçi NC'ye kıyasla WT-NEAT1 enzimatik aktivitesini azalttığını, inhibitörlerinin ise inhibitör NC'ye kıyasla artırdığını göstermiştir. Buna karşılık, her iki tedavinin de MUT-NEAT1 üzerinde herhangi bir etkisi olmamıştır (P < 0.0001, Şekil 4C). RIP analizi, NEAT1 ve miR-29b-3p'nin anti-IgG grubuna kıyasla anti-Ago2 fraksiyonunda belirgin şekilde bol olduğunu ortaya koyarak, ikisi arasındaki spesifik bir etkileşime işaret etmiştir (P < 0.0001, Şekil 4D). Bu sonuçlar, NEAT1'in miR-29b-3p'ye spesifik olarak bağlandığını göstermektedir. Bu sırada, miR-29b-3p seviyesi, HC grubuna kıyasla IBS-D hastalarında belirgin şekilde azalmıştır (P < 0.0001, Şekil 4E). ROC eğrisinin AUC değeri, %89,7 duyarlılık ve %71,6 özgüllük ile 0,856'dır (95% CI: 0,808–0,905) (Şekil 4F). Pearson korelasyon analizi, NEAT1 seviyeleri ile miR-29b-3p ekspresyonu arasında ters bir korelasyon olduğunu ortaya koymuştur (r = -0,744, P < 0.0001, Şekil 4G).
LPS ilele işlem görmüş Caco-2 hücrelerinde düşük NEAT1 düzeylerinin bağırsak bariyer hasarı ve miR-29b-3p seviyeleri üzerindeki etkileri
LPS ilele işlem görmüş Caco-2 hücrelerinde, miR-29b-3p ekspresyonu kontrol grubuna kıyasla belirgin şekilde azalmıştır. si-NEAT1 ile transfeksiyon miR-29b-3p seviyelerini artırırken, miR-29b-3p inhibitörü ile transfeksiyon miR-29b-3p seviyelerini tekrar azaltmıştır (P < 0.0001, Şekil 5A). NEAT1 susturulması hücre canlılığını artırmış ve apoptozu azaltmıştır; bu etkiler miR-29b-3p inhibitörü ile ortadan kaldırılmıştır (P < 0.01, Şekil 5B,C). LPS tarafından tetiklenen TEER azalması, NEAT1 susturulmasıyla geri döndürülmüş ve bu geri dönüş miR-29b-3p inhibitörü tarafından tekrar engellenmiştir (P < 0.0001, Şekil 5D). LPS uygulaması, kontrol grubuyla karşılaştırıldığında ZO-1 ve occludin mRNA ekspresyonunda azalmaya, claudin-2 mRNA ekspresyonunda ise artışa yol açmıştır. NEAT1 susturulmasının ardından, LPS + si-NC grubuyla karşılaştırıldığında miR-29b-3p seviyeleri artmış, ZO-1 ve occludin mRNA seviyeleri yükselmiş ve claudin-2 mRNA seviyeleri azalmıştır. miR-29b-3p inhibisyonundan sonra, LPS + si-NEAT1 + inhibitör NC grubuyla karşılaştırıldığında ZO-1 ve occludin mRNA seviyeleri azalmış ve claudin-2 mRNA seviyeleri artmıştır (P < 0.001, Şekil 5E-G). NEAT1 (öncelikli olarak sitoplazmik alt tip NEAT1_1), miR-29b-3p için bir sünger gibi görev yapar. NEAT1 susturulması miR-29b-3p'yi serbest bırakarak, dolaylı olarak ZO-1 ve occludin'i yukarı regüle eder ve claudin-2'yi aşağı regüle eder; bu da LPS kaynaklı bariyer bozulmasını hafifletir. Bu sonuçlar, bu modelde miR-29b-3p'nin ZO-1 ve occludin ekspresyonunu pozitif yönde, claudin-2'yi ise negatif yönde regüle ettiğini ve NEAT1 susturulmasının etkilerinin en azından kısmen miR-29b-3p aracılığıyla gerçekleştiğini göstermektedir.
Sıkı bağlantı proteinlerinin ekspresyon seviyelerini western blot analizi kullanarak daha detaylı inceledik. Şekil 5H'de gösterildiği gibi, LPS + si-NC grubuyla karşılaştırıldığında, NEAT1 nakavtunun, LPS ile azalan ZO-1 ve occludin ekspresyonunu artırdığı ve claudin-2 ekspresyonunu baskıladığı görülmüştür. Bununla birlikte, miR-29b-3p inhibitörü ile birlikte yapılan ko-transfeksiyon, LPS + si-NEAT1 + inhibitör NC grubuna kıyasla NEAT1 nakavtunun koruyucu etkisini zayıflatmıştır. Bu sonuçlar, NEAT1 nakavtunun, en azından kısmen miR-29b-3p'yi yukarı regüle ederek sıkı bağlantı proteini ekspresyonunu geri kazandırdığı ve böylece bağırsak bariyer fonksiyonunu iyileştirdiği sonucunu desteklemektedir.
Düşük NEAT1 seviyelerinin LPS işlemine tabi tutulmuş Caco-2 hücrelerinde intestinal inflamasyon ve miR-29b-3p ekspresyonu üzerindeki etkileri
LPS ile işlem görmüş Caco-2 hücrelerinde, LPS enflamatuar bir yanıtı tetiklemiştir. Proenflamatuar faktörler TNF-α, IL-6, IL-8 ve IL-1β seviyeleri, kontrol grubuna göre anlamlı derecede yüksek çıkmıştır. NEAT1 knockdown işlemi sonrası miR-29b-3p seviyeleri artarken, proenflamatuar faktörlerin seviyeleri si-NC ile karşılaştırıldığında anlamlı derecede azalmıştır. miR-29b-3p inhibisyonu sonrası, enflamatuar faktörlerin seviyeleri tekrar artmıştır (P < 0.0001, Şekil 6A-D). Bu nedenle, NEAT1 knockdown işlemi, en azından kısmen miR-29b-3p'yi yukarı regüle ederek enflamatuar sitokinlerin salınımını baskılamaktadır.
Bu sonuçlar, IBS-D'li hastaların serumunda NEAT1 seviyelerinin anormal şekilde yüksek olduğunu ve NEAT1'in IBS-D'li hastaları sağlıklı kontrollerden ayırt etmek için yüksek bir AUC değerine sahip olduğunu göstermektedir. Mekanistik olarak, NEAT1 sitoplazmada miR-29b-3p'ye doğrudan bağlanır ve onu izole eder. Hücresel modellerde ve fonksiyonel kurtarma deneylerinde, NEAT1 nakavt işlemi miR-29b-3p ekspresyonunu artırmış, hücre sağkalımını ve TEER değerini iyileştirmiş, apoptozu azaltmış ve pro-inflamatuar sitokinlerin salınımını hafifletmiştir. Bu bulgular, NEAT1'in miR-29b-3p'yi inhibe ederek intestinal bariyer bütünlüğünü negatif yönde regüle ettiği hipotezini desteklemekte ve NEAT1'in hedeflenmesinin IBS-D için potansiyel bir tanısal ve terapötik strateji sağlayabileceğini önermektedir.
Veri kullanılabilirliği:
Şekillerin ve tabloların temelini oluşturan ham veriler, Ek Dosya 1 (ham veri hesap tablosu) ve Ek Dosya 2 (düzenlenmemiş western blot görüntüleri) olarak sunulmuştur.

Şekil 1. IBS-D hastalarında NEAT1 ekspresyonu ve tanısal değeri. (A) Sağlıklı kontrollerin (HC, n = 116) ve IBS-D hastalarının (n = 116) serumundaki NEAT1 ekspresyon seviyelerinin RT-qPCR ile belirlenmesi; (B) IBS-D hastalarını sağlıklı kontrollerden ayırt etmek için NEAT1'in ROC eğrisi analizi. Veriler ortalama ± SD (grup başına n = 116) olarak sunulmuştur. **** P < 0.0001. Kısaltmalar: IBS-D = diyare ile seyreden irritabl bağırsak sendromu; ROC = alıcı işletim karakteristiği. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2. Caco-2 hücrelerinde LPS ile indüklenen intestinal bariyer hasarı üzerinde NEAT1'in etkisi. (A) si-NEAT1 transfeksiyonu, LPS ile indüklenen NEAT1 seviyelerini azaltır; (B) 0, 24, 48 ve 72. saatlerde CCK-8 analizi ile ölçülen hücre canlılığı. NEAT1 nakavt edilmesi hücre canlılığını artırır; (C) Annexin V-FITC/PI boyaması ile akış sitometrisi kullanılarak belirlenen apoptoz oranı. NEAT1 susturulması apoptoz oranlarını azaltır; (D) Caco-2 monokatmanlarında ölçülen transepitelyal elektriksel direnç (TEER). NEAT1'in inhibisyonu hücresel TEER'i artırır; (E-G) RT-qPCR ile ölçülen (E) ZO-1, (F) occludin ve (G) claudin-2 mRNA ekspresyon seviyeleri. NEAT1 susturulması ZO-1 ve occludin mRNA ekspresyonunu yükseltirken, claudin-2 mRNA seviyelerini düşürür. Veriler, altı bağımsız deneyden (grup başına n = 6) elde edilen ortalama ± SD olarak sunulmuştur. *** P < 0.001; **** P < 0.0001, kontrol ile karşılaştırılan LPS, LPS + si-NC ile karşılaştırılan LPS + si-NEAT1. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3. Caco-2 hücrelerinde NEAT1 susturmanın LPS ile indüklenen pro-inflamatuar sitokin salınımı üzerindeki etkisi. (A-D) ELISA ile ölçülen hücre kültürü süpernatantlarındaki (A) TNF-α, (B) IL-6, (C) IL-8 ve (D) IL-1β konsantrasyonları. NEAT1 susturması LPS ile indüklenen TNF-α, IL-6, IL-8 ve IL-1β seviyelerini azaltır. Veriler altı bağımsız deneyden elde edilen ortalama ± SD olarak sunulmuştur (grup başına n = 6). **** P < 0.0001, LPS vs. kontrol, LPS + si-NEAT1 vs. LPS + si-NC. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4. NEAT1'in doğrudan bağlanması ve miR-29b-3p ile ilişkisi. (A) Caco-2 hücrelerinde nükleer-sitoplazmik fraksiyonasyon ile belirlenen NEAT1 hücre altı lokalizasyonu (U6: nükleer kontrol, GAPDH: sitoplazmik kontrol). NEAT1 temel olarak sitoplazmada yer almaktadır; (B) ENCORI veri tabanından alınan miR-29b-3p için NEAT1'in öngörülen WT ve MUT bağlanma dizileri; (C) DLR analizi, NEAT1 ve miR-29b-3p arasındaki bağlanma ilişkisini doğrulamıştır; (D) RIP, NEAT1 ve miR-29b-3p arasındaki bağlanma ilişkisini doğrulamıştır. A, C ve D'deki veriler, altı bağımsız deneyden elde edilen ortalama ± SD'dir (grup başına n = 6). (E) Sağlıklı kontrollerde (HC, n = 116) ve IBS-D hastalarında (n = 116) serum miR-29b-3p ekspresyon seviyeleri; (F) IBS-D hastalarını sağlıklı kontrollerden ayırt etmek için miR-29b-3p'nin ROC eğrisi; (G) IBS-D hastalarında NEAT1 ve miR-29b-3p seviyeleri arasındaki Pearson korelasyon analizi. NEAT1, miR-29b-3p ekspresyonu ile negatif korelasyon göstermiştir (r = -0.744, P < 0.0001). E'deki veriler ortalama ± SD'dir (grup başına n = 116). **** P < 0.0001. Kısaltmalar: WT = vahşi tip; MUT = mutant; DLR = çift lüsiferaz raporlayıcı; RIP = RNA immünopresipitasyonu. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5. LPS ile işlem görmüş Caco-2 hücrelerinde NEAT1 nakavtının bağırsak bariyer fonksiyonu ve miR-29b-3p üzerindeki etkileri. (A) NEAT1 nakavtı miR-29b-3p seviyelerini artırırken, miR-29b-3p inhibitörleri ile transfeksiyona miR-29b-3p ekspresyonunu azaltır. (B) CCK-8 testi ile ölçülen hücre canlılığı. Düşük NEAT1 seviyeleri miR-29b-3p'yi artırarak hücre canlılığını geliştirir; (C) Akış sitometrisi ile belirlenen apoptoz oranı. Düşük NEAT1 seviyeleri miR-29b-3p'yi artırarak apoptoz oranını azaltır; (D) Düşük NEAT1 seviyeleri miR-29b-3p düzeyini yükselterek hücrelerin TEER değerini artırır; (E-G) (E) ZO-1, (F) okludin ve (G) klaudin-2'nin mRNA ekspresyonu. Düşük NEAT1 seviyeleri miR-29b-3p'yi artırarak ZO-1 ve okludin ekspresyonunu artırır, klaudin-2 mRNA ekspresyonunu ise azaltır. (H) Belirtilen tedavi koşulları altında ZO-1, okludin, klaudin-2 ve GAPDH protein ekspresyonunu gösteren temsili western blot görüntüleri. Veriler, altı bağımsız deneyden elde edilen ortalama ± SD olarak sunulmuştur (grup başına n = 6). ** P < 0.01; *** P < 0.001; **** P < 0.0001, LPS'ye karşı kontrol, LPS + si-NEAT1'e karşı LPS + si-NC, LPS + si-NEAT1 + miR-inhibitörüne karşı LPS + si-NEAT1 + inhibitör NC. Kısaltma: miR-inhibitor = miR-29b-3p inhibitörü; TEER = transepitelyal elektriksel direnç. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6. NEAT1 nakavtunun LPS ile işlem görmüş Caco-2 hücrelerinde inflamasyon ve miR-29b-3p üzerindeki etkileri. (A-D) ELISA ile ölçülen hücre kültürü süpernatantlarındaki (A) TNF-α, (B) IL-6, (C) IL-8 ve (D) IL-1β konsantrasyonları. Düşük NEAT1 seviyeleri, miR-29b-3p'yi artırarak hücre süpernatantındaki TNF-α, IL-6, IL-8 ve IL-1β içeriğini azaltır. Veriler, altı bağımsız deneyden elde edilen ortalama ± SD olarak sunulmuştur (grup başına n = 6). **** P < 0.0001, LPS vs. kontrol, LPS + si-NEAT1 vs. LPS + si-NC, LPS + si-NEAT1 + miR-inhibitörü vs. LPS + si-NEAT1 + inhibitör NC. Kısaltma: miR-inhibitörü = miR-29b-3p inhibitörü. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Gen | Primer dizisi |
| NEAT1 ileri | 5’-GTGGCTGTTGGAGTCGGTAT-3’ |
| NEAT1 geri | 5’-TAACAAACCACGGTCCATGA-3’ |
| ZO-1 ileri | 5’-GCCGCTAAGAGCACAGCAA-3′ |
| ZO-1 geri | 5’-TCCCCACTCTGAAAATGAGGA-3’ |
| Occludin ileri | 5’-ATGGCAAAGTGAATGACAAGCGG-3’ |
| Occludin geri | 5’-CTGTAACGAGGCTGCCTGAAGT-3’ |
| Claudin-2 ileri | 5’-GTGACAGCAGTTGGCTTCTCCA-3’ |
| Claudin-2 geri | 5’-GGAGATTGCACTGGATGTCACC-3’ |
| miR-29b-3p ileri | 5’-GCTCTAGATCAGTTACAGAAAGACCACGA-3’ |
| miR-29b-3p geri | 5’-GCTCTAGATAGTGTCCATGCACGGACC-3’ |
| GAPDH ileri | 5’-CCAGGTGGTCTCCTCTGA-3’ |
| GAPDH geri | 5’-GCTGTAGCCAAATCGTTGT-3’ |
| U6 ileri | 5’-CTCGCTTCGGCAGCACA-3’ |
| U6 geri | 5’-AACGCTTCACGAATTTGCGT-3’ |
Tablo 1: Primer dizileri.
| Gösterge | Kontrol grubu (N=116) | İBS-D grubu (N=116) | P |
| Yaş, yıl | | | |
| < 40 | 63 | 54 | 0.293 |
| ≥ 40 | 53 | 62 | |
| Cinsiyet | | | |
| Erkek | 64 | 66 | 0.895 |
| Kadın | 52 | 50 | |
| Sigara kullanımı | | | |
| HAYIR | 58 | 53 | 0.599 |
| EVET | 58 | 63 | |
| Alkol kullanımı | | | |
| HAYIR | 63 | 58 | 0.599 |
| EVET | 53 | 58 | |
| HADS, skor | | | |
| < 8 | 96 | 26 | < 0.0001 |
| ≥ 8 | 20 | 90 | |
| Bağırsak hareketleri, sayı/gün | | | |
| < 4 | 103 | 51 | < 0.0001 |
| ≥ 4 | 13 | 65 | |
| Dışkı formu, Bristol skoru | | | |
| < 5 | 87 | 25 | < 0.0001 |
| ≥ 5 | 29 | 91 | |
| Karın ağrısı sıklığı, gün sayısı | | | |
| < 5 | / | 47 | / |
| ≥ 5 | / | 69 | |
| Karın ağrısı şiddeti, skor | | | |
| < 5 | / | 44 | / |
| ≥ 5 | / | 72 | |
Tablo 2: Sağlıklı kontroller ve IBS-D hastaları arasındaki demografik ve klinik özelliklerin karşılaştırılması. Değerler, her grup için katılımcı sayıları olarak bildirilmiştir (n = 116/grup). Gruplar arası farklar ki-kare testi kullanılarak değerlendirilmiştir. Kısaltmalar: HADS = Hastane Anksiyete ve Depresyon Ölçeği; IBS-D = ishal ağırlıklı irritabl bağırsak sendromu.
Ek Dosya 1: Şekillerin ve tabloların temelini oluşturan ham veriler. Bu dosya, şu bölümde gösterilen nicel sonuçların oluşturulmasında kullanılan ham sayısal verileri içermektedir: Şekil 1, Şekil 2, Şekil 3, Şekil 4, Şekil 5ve Şekil 6, ve demografik/klinik veriler şurada özetlenmiştir Tablo 2.Lütfen bu dosyayı indirmek için buraya tıklayın.
Ek Dosya 2: Düzenlenmemiş western blot görüntüleri.Bu dosya, Şekil 5H'de gösterilen temsili western blot paneline karşılık gelen ZO-1, occludin, claudin-2 ve GAPDH için düzenlenmemiş western blot görüntülerini içermektedir.Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.