Bu çalışma, deneysel beyin içi kanama modellerinde FGD5-AS1 ile miR-93-5p arasındaki etkileşimi araştırmış ve FGD5-AS1 knockdown'un nörolojik hasar, iltihap ve oksidatif stresin azalmasıyla ilişkili olduğunu bulmuştur.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Araştırma makalesi
* These authors contributed equally
Bu çalışma, deneysel beyin içi kanama modellerinde FGD5-AS1 ile miR-93-5p arasındaki etkileşimi araştırmış ve FGD5-AS1 knockdown'un nörolojik hasar, iltihap ve oksidatif stresin azalmasıyla ilişkili olduğunu bulmuştur.
İntraserebral kanama (ICH), yüksek ölüm ve engellilik oranlarıyla ilişkili nörolojik bir bozukluktur ve ciddi nörolojik hasara yol açabilir. Bu çalışma, FGD5-AS1'in ICH'deki rolü ve temel mekanizmasını araştırmıştır. ICH'in in vitro ve in vivo modelleri oluşturuldu. FGD5-AS1 ve miR-93-5p ekspresyonunu ölçmek için ters transkripsiyon-nicelikçi polimeraz zincir reaksiyonu (RT-qPCR) kullanıldı. Nörolojik eksiklikler değiştirilmiş Nörolojik Şiddet Skoru (mNSS) kullanılarak değerlendirildi ve beyin ödemi kuru-ıslak kilo yöntemiyle değerlendirildi. Enzimle bağlantılı immünosorbent testi (ELISA), inflamatuar sitokinleri ve oksidatif stres belirteçlerini ölçmek için kullanıldı. Hücre canlılığı, hücre canlılığı ve proliferasyon testi seti kullanılarak değerlendirildi. FGD5-AS1 ile miR-93-5p arasındaki etkileşim, çift lusiferaz raporlayıcı testleri ve Pearson korelasyon analizi kullanılarak incelendi. Deneysel ICH, hem hayvan hem de hücresel modellerde FGD5-AS1 ekspresyonunun yükselmesiyle birlikte gerçekleşti. FGD5-AS1'in baskılanması beyin şişmesini hafifletti, nörolojik performansı iyileştirdi, inflamatuar ve oksidatif hasarı azalttı ve endotel hücre hayatta kalmasını artırdı. miR-93-5p'nin inhibisyonu, bu koruyucu etkileri azaltmış ve iki molekül arasında düzenleyici bir etkileşimi desteklemiştir. FGD5-AS1, miR-93-5p ekspresyonunu olumsuz düzenledi ve miR-93-5p'nin inhibisyonu, FGD5-AS1'in etkisini azalttı. Bu sonuçlar, FGD5-AS1'in miR-93-5p'nin düzenlenmesiyle ICH ilişkili beyin hasarına katkıda bulunabileceğini ve FGD5-AS1/miR-93-5p ekseninin deneysel ICH'de daha fazla araştırma için potansiyel bir hedef olabileceğini göstermektedir.
İntraserebral kanama (ICH), yüksek ölüm oranı ve engellilik oranlarına sahip nörolojik bir bozukluktur ve tüm inmevakalarının %10 ila %20'sini oluşturur 1,2. Etkili terapötik hedeflerin eksikliği nedeniyle, ICH tedavisi şu anda cerrahi ve destekleyici bakım ilesınırlıdır 3. Pinho ve ark. ICH mortalite, fonksiyonel sonuçlar ve hematom büyüme fraksiyonu tahminlerini doğrulayarak sağlık profesyonellerine yeni bir bakış açısısundu 4. ICH tedavisindeki ilerleme kaydedilmesine rağmen, hasta sonuçları düşük olmaya devam etmektedir. Bu nedenle, ICH için yeni terapötik hedeflerin belirlenmesi, uzun vadeli prognozun iyileştirilmesi için önemlidir.
Uzun kodlamayan RNA'lar (lncRNA'lar), 200 nükleotidin uzunluğunu aşan ve transkripsiyonal, post-transkripsiyonel ve epigenetik süreçler dahil olmak üzere gen ifadesini çeşitli mekanizmalarla düzenleyen protein kodlamayan transkriptler sınıfınıoluşturur 5. Biriken kanıtlar, anormal LNCRNA ekspresyonunun, inme, travmatik beyin hasarı, beyin içi kanaması (ICH) ve subaraknoid kanama gibi çeşitli nörolojik bozuklukların patogenezinde roloynadığını göstermiştir 6. Bu düzenleyici moleküller arasında FGD5-AS1, proliferasyon, apoptoz, inflamatuar sinyal sinyalleri ve oksidatif stres yanıtları gibi çeşitli hücresel süreçlerle ilişkilendirilmiştir. Rekabet eden endojen RNA aktivitesi, transkripsiyonel düzenleme ve epigenetik modifikasyon gibi mekanizmalar aracılığıyla FGD5-AS1, birden fazla aşağı yönlü hedefin ifadesini etkiler. FGD5-AS1 ifadesinin düzensiz olması çeşitli patolojik durumlarda, örneğin maligniteler, kardiyovasküler bozukluklar ve metabolikhastalıklar 7,8,9,10,11 gibi durumlarda rapor edilmiştir. Buna rağmen, nörolojik hastalıklarda biyolojik önemi hâlâ tam olarak anlaşılmamaktadır. Önceki çalışmalar, FGD5-AS1'in glioma ve glioblastoma ilerlemesinekatıldığını ve oksijen-glikoz yoksunluğu/reperfüzyon koşullarında nöron hasarına katkıda bulunduğunugöstermiştir 14. Bu gözlemler, FGD5-AS1'in sinir yaralanmasında düzenleyici bir rol oynayabileceğini göstermektedir; ancak ICH sonrası beyin hasarına katkısı tam olarak açıklanmamıştır.
MikroRNA'lar (miRNA'lar), hedef haberciRNA'lar 15 içindeki tamamlayıcı dizilerle etkileşime girerek gen ifadesini düzenleyen kısa kodlamayan RNA'lardır. Çalışmalar, miRNA'ların ICH'te de önemli roller oynadığını göstermiştir. Özellikle, miR-143-3p, akut beyin hasarı sonrası nötrofillerin transendotel göçünü ATP6V1A16'yı hedefleyerek teşvik eder. miR-195-5p, MMP-9 ve MMP-217'nin ifadesini engelleyerek ICH kaynaklı beyin hasarına karşı koruyucu bir etki uygular. MiR-93-5p ayrıca ICH18 sonrası sonuçları iyileştirmek için terapötik bir hedef olarak belirlenmiştir. Çalışmalar, FGD5-AS1 ve miR-93-5p'nin ICH'de anormal ekspresyonunu ve ICH sonrası nörolojik işlev bozukluğunun ilerlemesinde rol oynadığını doğrulamış olsa da, önceki araştırmalar öncelikle bireysel biyolojik etkilerine odaklanmıştır. FGD5-AS1 ile miR-93-5p arasındaki rekabetçi düzenleyici ilişki henüz net olarak belirlenmemiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Deneysel hayvanlar
Bu araştırma, Ganzhou Halk Hastanesi Hayvan Etik Komitesi tarafından onaylanmış (Onay No. 20230789) ve NIH Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Rehberi'ne sıkı bir şekilde uygulamıştır. Bu çalışmada SPF dereceli dişi SD fareleri (6–8 haftalık, 180–230 g) kullanıldı. Fareler, 22 °C ± 3 °C arasında kontrollü koşullarda ve 12 saat ışık/karanlık döngüde serbest yiyecek ve suya erişimle barındırıldı. Deneyden önce hayvanların 7 gün boyunca uyum sağlamasına izin verildi. Protokolde kullanılan kimyasallar, reaktifler ve ekipmanlar Malzeme Tablosu'nda listelenmiştir.
2. In vivo ICH modelinin kurulması
Deneysel intraserebral kanama (ICH) modelini oluşturmak için, tip VII kollajenazın 0.23 U maddesi 1 μL steril fizyolojik tuzlu sunda çözüldü. Fareler, intraperitoneal pentobarbital sodyum (50 mg/kg) ile anestezi edildi, ardından kollagenaz çözeltisi stereotaktik olarak 0,5 μL/dakika (frontal noktanın 0,2 mm geride, orta hattın 3,0 mm yan hattında ve kafatası yüzeyine 6 mm derinlikte) infektif edildi. Kontrol grubundaki hayvanlar da aynı işlemi geçirdi ancak kollagenaz yerine eşit miktarda fizyolojik salin aldı. Deneysel tasarımın şematik bir özeti Ek Şekil 1'de sunulmaktadır.
Ek Şekil 1: Hayvan deneyi tasarım diyagramı. Fareler rastgele iki gruba ayrıldı: bir grup 0.23U tip VII kollagenaz kullanarak ICH modeli oluşturdu; Bir grup kontrol grubu olarak fizyolojik salin kullandı. Model grup fareleri, FGD5-AS1'in ICH'deki rolü ve FGD5-AS1/miR-93-5p ekseninin sinerjik etkisi analiz etmek için rastgele iki partiye ayrıldı. ICH indüksiyonundan bir saat sonra, transfeksiyon reaktifi fare beynine enjekte edildi. 0, 1, 3 ve 7. günlerde mNSS kullanarak sıçanların nörolojik fonksiyonunu değerlendirin; 7 gün boyunca ICH indükten sonra beyin dokusu toplayın. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Fareler rastgele iki gruba ayrıldı. Bir grup, FGD5-AS1'in ICH'deki rolünü analiz etmek için kullanıldı ve ayrıca dört alt gruba ayrıldı: Kontrol, ICH, ICH + lentivirüs (LV)-shNC ve ICH + LV-shFGD5-AS1. Diğer grup ise FGD5-AS1/miR-93-5p ekseninin sinerjik etkilerini analiz etmek için kullanıldı ve beş alt gruba ayrıldı: ICH, ICH + LV-shFGD5-AS1, ICH + LV-shFGD5-AS1 + antagomir NC ve ICH + LV-shFGD5-AS1 + miR-93-5p antagomir. Her grupta 12 fare vardı. ICH indüksiyonundan 1 saat sonra, transfeksiyon reaktifi fare beynine 2 mg/kg dozda enjekte edildi.
3. Hücre kültürü ve işleme
Beyin mikrovasküler endotel hücreleri (BMEC'ler), kan-beyin bariyerini, nörolojik bozuklukların altında yatan mekanizmaları ve ilaç dağıtımını incelemek için kilit bir modelolarak hizmet eder 20. BMEC'lerde oksijen-glikoz yoksupsiyonu (OGD)/hemin tedavisi kullanılarak in vitro ICHmodeli oluşturuldu 3. BMEC'ler, 10 dakika boyunca %5 CO2 ve %95N2 gaz karışımı altında glikoz ve serumsuz DMEM'de kültürlendi. Hücreler daha sonra hemin (10μM) ile işlendi ve 2 saat boyunca %5 CO2 ve %95N2 içeren anaerobik bir odaya gönderildi. OGD, hücreler normal kültür koşullarına geri getirilerek sonlandırıldı. Kontrol grubu aynı koşullar altında PBS ile tedavi edildi.
Hücreler, üreticinin talimatlarına göre transfeksiyon yapıldı. Hücreler 20 nM FGD5-AS1 siRNA (si-FGD5-AS1), negatif kontrol siRNA (si-NC), miR-93-5p inhibitörü veya boş kontrol inhibitörü (NC inhibitörü) ile transfekte edildi.
4. Değiştirilmiş nörolojik şiddet skoru testi
In vivo ICH modeli kurulduktan sonra, nörolojik fonksiyon 0, 1, 3 ve 7. günlerde değiştirilmiş Nörolojik Şiddet Skoru (mNSS) kullanılarak değerlendirildi. Skorlar dört alana göre nicele edildi: motor fonksiyon, duyusal fonksiyon, denge ve refleks fonksiyonu. 1–4 puanlar hafif bozulma, 5–9 orta derecede bozulma ve 10–14 puanlar ise ağır bozulma gösterdi.
5. Örnek toplama
ICH indüksiyonundan 7 gün sonra, fareler 50 mg/kg pentobarbital sodyum intraperitoneal enjeksiyonla anestezi edildi, ardından servikal dislokasyon ve beyin dokusu toplanması yoluyla ötenazi yapıldı.
6. Beyin ödeminin değerlendirilmesi
Beyin ödemi kuru-ıslak ağırlıkyöntemi 19 kullanılarak değerlendirildi. Beyin, ıslak ağırlığı elde etmek için ekstraksiyondan hemen sonra tartıldı. Daha sonra doku 100 °C fırında 24 saat kurutuldu ve kuru ağırlığı elde etmek için tekrar tartıldı. Doku suyu içeriği şu şekilde hesaplandı:
[(ıslak ağırlık - kuru ağırlık) / ıslak ağırlık] × %100
7. Gerçek zamanlı nicel PCR
Toplam RNA, üreticinin protokolüne göre bir RNA ekstraksiyon reaktifi kullanılarak doku ve hücre örneklerinden izole edildi. Tamamlayıcı DNA daha sonra ters transkripsiyon kiti kullanılarak sentezlendi. Sonrasında nicel PCR analizi, GAPDH ve U6'nın endogen referans genleri olarak kullanıldığı gerçek zamanlı PCR platformu kullanılarak gerçekleştirildi. Amplifikasyon protokolü, 95 °C'de 10 dakika boyunca başlangıç denatürasyon adımından oluşuyordu, ardından 95 °C'de 15 saniye boyunca 40 döngü denatürasyon ve 60 °C'de 60 saniye tavlama/uzatma yapılıyordu. Göreli gen ifade seviyeleri 2−ΔΔCt yöntemiyle hesaplandı. Bu çalışmada kullanılan primer dizileri, Ek Tablo 1'de sunulmuştur.
Ek Tablo 1: Bu çalışmada kullanılan primer diziler ve ilgili reaktif dizileri. Gerçek zamanlı qPCR deneylerinde yer alan diziler ve in vitro deneylerde kullanılan reaktiflerin ilgili dizileri. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
8. Hücre proliferasyon testi
Transfeksiyon edilen hücreler 96 kuyu levhalarına tohumlanmıştır. 0, 24, 48 ve 72 saat kültürlendikten sonra, her kuyuyuga 10 μL CCK-8 reaktifi eklendi. Hücreler 37 °C'de 2 saat boyunca kuluçka edildi ve optik yoğunluk mikroplaka okuyucu kullanılarak 450 nm olarak ölçüldü.
9. Çift lusiferaz muhabir testi
FGD5-AS1'in miR-93-5p bağlanma bölgesini içeren vahşi tip (WT) ve mutant (MUT) 3′-UTR'leri, pGL3 vektörüne klonlandı. Vektör, bir transfeksiyon reaktüsü kullanılarak miR-93-5p taklitiyle birlikte transfekte edildi. Göreli lusiferaz aktivitesi, çift lusiferaz raporlayıcı sistemiyle ölçüldü.
10. Enzimle bağlantılı immünosorbent test
Beyin dokusu örnekleri (20–50 mg) buz gibi soğuk RIPA liz tamponunda doku-tampon oranında 1:9 oranında homojenleştirildi. Homojenizasyondan sonra, örnekler 12.000 × g sıcaklıkta 4 °C'de 20 dakika boyunca santrifüjlendi ve ortaya çıkan süpernatanlar analiz için toplandı. Her deneysel gruptan BMEC'ler 12.000 × g sıcaklıkta 10 dakika boyunca 4 °C'de santrifüj yapıldı, ardından süpernatantlar tutuldu. MDA, IL-1β, IL-6 ve TNF-α konsantrasyonları, üreticilerin talimatlarına uygun olarak ilgili test kitleri kullanılarak belirlendi.
11. İstatistiksel analiz
Tüm veriler ortalama SD ± olarak sunulur. Veriler istatistiksel yazılım kullanılarak görselleştirilmiştir. Her deney en az üç kez tekrarlandı. At-test iki grubu karşılaştırmak için kullanıldı ve tek yönlü varyans analizi ile Tukey'nin post hoc testi kullanılarak iki gruptan fazla grup karşılaştırıldı. P < 0.05 değeri istatistiksel olarak anlamlı olarak kabul edildi.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
FGD5-AS1'in ICH sıçanları üzerindeki etkisi
FGD5-AS1 ekspresyonu, ICH grubunda kontrol grubuna göre anlamlı derecede yüksekti (P < 0.0001; Şekil 1A). LV-shFGD5-AS1 ile transfeksiyon sonrasında, FGD5-AS1 ekspresyonu LV-shNC grubuna kıyasla belirgin şekilde azalmıştır (Şekil 1B). Beyin ödemi değerlendirmesi, ICH sıçanlarında kontrol sıçanlarına göre daha şiddetli beyin ödemi göstermişke...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Beyin içi kanamadan sonra gelen beyin hasarı sadece ilk kanama olayından değil, aynı zamanda zamanla gelişen bir dizi ikincil patolojik yanıttan dakaynaklanır. 21. Birincil hematom çevredeki dokunun doğrudan mekanik bozulmasına neden olurken, sonraki hasar inflamatuar aktivasyon, oksidatif hasar ve programlanmış hücre ölümü gibi süreçlerle gerçekleşir. Bu ikincil mekanizmalar, nörolojik bozulmaya ve olumsuz klinik sonuçlara önemli ölçüde katkıdab...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklamak için ilgili finansal veya finansal olmayan çıkarları yoktur.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Antagomir NC | GenePharma, China | B04007 | Negatif kontrol antagomir |
| BMECs | ATCC, USA | CRL-8270 | İnsan beyin mikrovasküler endotel hücreleri |
| Cell Counting Kit-8 (CCK-8) | Beyotime, China | C0038 | Hücre canlılık analiz kiti |
| DMEM ortamı | Gibco, USA | 12430054 | Glukozsuz, serumsuz ortam |
| Dual-Glo Luciferase Assay Sistemi | Promega, USA | E2920 | Luciferase aktivite tespiti |
| Elektronik terazi | Sartorius | Secura224-1CN | Dokunun tartımı için hassas terazi |
| GAPDH ve U6 primerleri | Sangon Biotech | Özel primer sentez hizmeti | İç referans primerleri |
| Graphpad Prism 8.0 | GraphPad Software, USA | —— | İstatistiksel analiz yazılımı |
| Hemin | MCE, China | HY-19424 | Hücre hasarı indüksiyonu için hemin reaktifi |
| IL-1 beta ELISA kitleri | Abcam, UK | ab197742 | İnflamatuar sitokin kantitasyonu |
| IL-6 ELISA kitleri | Abcam, UK | ab222503 | İnflamatuar sitokin kantitasyonu |
| LightCycler 96 PCR sistemi | Roche,İsviçre | 5815916001 | Gerçek zamanlı PCR cihazı |
| Lipofectamine 3000 | Invitrogen, USA | L3000001 | Transfeksiyon reaktifi |
| MDA analiz kiti | Beyotime, China | S0131 | Lipid peroksidasyon analizi |
| Mikroplate okuyucu | BioTek | Synergy H1 | OD450 absorbans ölçümü |
| miR-93-5p antagomir | GenePharma, China | B05001 | in vivo deneyler için miR-93-5p inhibitörü |
| PBS | Solarbio, China | P1020 | Fosfat tamponlu salin |
| Pentobarbital sodyum | Sigma, Merck KGaA | 11715 | Anestezik ajan |
| pGL3-Promoter | NovoPro, China | V011541 | Luciferase raportör vektörü |
| PrimeScript RT Mix kiti | Takara, Japan | RR037A | Ters transkripsiyon kiti |
| RIPA | Beyotime, China | P0013B | Protein/doku lizis tamponu |
| ShFGD5-AS1 lentivirüsü | GenePharma, China | D02001 | FGD5-AS1 knockdown vektörü |
| SPF derecesi dişi SD sıçanı | Vital River | —— | 6–8 hafta yaş, SPF derecesi |
| SYBR Green Realtime PCR Master Mix | Takara, Japan | RR420A | Kantitasyonel PCR reaktifi |
| TNF-α ELISA kitleri | Abcam, UK | ab208348 | İnflamatuar sitokin kantitasyonu |
| TRIzol reaktifi | Invitrogen, USA | 15596026 | Toplam RNA ekstraksiyon reaktifi |
| Tip VII kolajenaz | Sigma, Merck KGaA | C0773 | Clostridium histolyticum'dan; ICH indüksiyonu |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.