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miR-136與miR-23b:靜脈平滑肌細(xì)胞增殖與遷移調(diào)控機(jī)制的深度剖析一、引言1.1研究背景與意義血管疾病是全球范圍內(nèi)威脅人類健康的重要疾病之一,其發(fā)病率和死亡率居高不下。靜脈平滑肌細(xì)胞(VascularSmoothMuscleCells,VSMCs)作為靜脈血管壁的主要細(xì)胞成分,對(duì)于維持血管的正常結(jié)構(gòu)和功能起著關(guān)鍵作用。在生理狀態(tài)下,靜脈平滑肌細(xì)胞保持著相對(duì)穩(wěn)定的表型和功能,以確保靜脈血管的正常舒縮和物質(zhì)交換。然而,當(dāng)機(jī)體受到各種病理因素刺激時(shí),靜脈平滑肌細(xì)胞會(huì)發(fā)生異常的增殖和遷移,這一過程與多種血管疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。在冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(CABG)中,常使用自體靜脈作為移植血管,但術(shù)后由于靜脈平滑肌細(xì)胞的異常增殖和遷移,會(huì)導(dǎo)致移植靜脈內(nèi)膜增生、血管再狹窄,嚴(yán)重影響手術(shù)的遠(yuǎn)期效果。據(jù)統(tǒng)計(jì),CABG術(shù)后10年,移植靜脈的通暢率僅為50%左右,主要原因就是靜脈平滑肌細(xì)胞的異常增殖和遷移引發(fā)的血管病變。在下肢靜脈曲張中,靜脈平滑肌細(xì)胞的功能失調(diào)導(dǎo)致靜脈壁變薄、擴(kuò)張,進(jìn)而引起血液回流障礙,出現(xiàn)靜脈曲張、下肢腫脹、疼痛等癥狀,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。在深靜脈血栓形成后綜合征中,靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移參與了血栓的機(jī)化和再通過程,若異常發(fā)生,可能導(dǎo)致靜脈瓣膜功能受損,引發(fā)慢性靜脈功能不全。深入研究靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的調(diào)控機(jī)制,對(duì)于理解血管疾病的發(fā)病機(jī)制、尋找有效的治療靶點(diǎn)具有重要意義。MicroRNAs(miRNAs)作為一類內(nèi)源性非編碼小分子RNA,長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸,通過與靶mRNA的3'-UTR區(qū)域互補(bǔ)配對(duì),抑制mRNA的翻譯過程或促進(jìn)其降解,從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)。越來越多的研究表明,miRNAs在細(xì)胞增殖、分化、凋亡、遷移等生物學(xué)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,成為生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。其中,miR-136和miR-23b作為miRNAs家族中的重要成員,被發(fā)現(xiàn)與多種疾病的發(fā)生發(fā)展相關(guān),尤其在靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移過程中可能扮演著重要角色。研究miR-136和miR-23b對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的調(diào)控作用及機(jī)制,有助于從分子層面揭示血管疾病的發(fā)病機(jī)制,為開發(fā)新型的治療策略提供理論依據(jù)。如果能夠明確miR-136和miR-23b的具體作用靶點(diǎn)和信號(hào)通路,就有可能通過調(diào)節(jié)它們的表達(dá)或活性,來干預(yù)靜脈平滑肌細(xì)胞的異常增殖和遷移,從而為血管疾病的治療開辟新的途徑。這不僅有助于提高血管疾病的治療效果,降低患者的死亡率和致殘率,還能為臨床治療提供更精準(zhǔn)、更有效的方法,具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)意義。1.2研究現(xiàn)狀近年來,隨著對(duì)miRNAs研究的不斷深入,miR-136和miR-23b在細(xì)胞生物學(xué)過程中的作用逐漸受到關(guān)注。在靜脈平滑肌細(xì)胞相關(guān)研究中,已有部分成果揭示了它們的潛在價(jià)值。對(duì)于miR-136,研究發(fā)現(xiàn)其在多種生理和病理過程中發(fā)揮作用。在血管系統(tǒng)中,相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,miR-136在移植靜脈內(nèi)膜新生過程中表達(dá)出現(xiàn)顯著變化。如建立大鼠頸總動(dòng)脈自體移植靜脈模型后,通過熒光定量PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn),移植1、2周后移植靜脈miR-136的相對(duì)表達(dá)量顯著低于對(duì)側(cè)未處理靜脈,而此時(shí)正是靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移較為活躍的時(shí)期,提示miR-136與靜脈平滑肌細(xì)胞的異常活動(dòng)可能存在關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步通過CCK-8和EDU實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞增殖情況,Transwell和細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞遷移情況,結(jié)果顯示,過表達(dá)miR-136可顯著抑制處于增殖狀態(tài)的靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移能力。通過生物信息學(xué)分析及雙熒光素酶報(bào)告基因驗(yàn)證,確定了Steap3為miR-136的靶基因,miR-136可能通過抑制Steap3的表達(dá)來調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移,這為深入理解移植靜脈內(nèi)膜增生的機(jī)制提供了新的視角,也提示miR-136有望成為抑制移植靜脈內(nèi)膜新生的潛在治療靶點(diǎn)。在miR-23b的研究方面,雖然目前在靜脈平滑肌細(xì)胞中的直接研究相對(duì)較少,但在其他相關(guān)領(lǐng)域的研究為其在靜脈平滑肌細(xì)胞中的作用機(jī)制提供了一定的線索。在腫瘤研究領(lǐng)域,miR-23b被發(fā)現(xiàn)參與了腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲等過程。如在前列腺癌組織中,miR-23b的表達(dá)顯著降低,且隨著病情加重,其表達(dá)水平越來越低。低表達(dá)的miR-23b與前列腺癌患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和血管侵犯等不良病理變化相關(guān),預(yù)后也相對(duì)較差,這表明miR-23b可能對(duì)細(xì)胞的遷移和侵襲具有抑制作用。在血管內(nèi)皮細(xì)胞中,有研究表明miR-23b對(duì)其增殖和遷移也有重要影響,其能夠促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移,從而影響血管生成過程??紤]到靜脈平滑肌細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞在血管系統(tǒng)中的密切聯(lián)系,以及細(xì)胞增殖和遷移機(jī)制在不同細(xì)胞類型之間可能存在的共性,推測(cè)miR-23b在靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移過程中也可能發(fā)揮關(guān)鍵作用,但具體的作用機(jī)制尚未明確。盡管目前對(duì)miR-136和miR-23b在靜脈平滑肌細(xì)胞中的研究取得了一定進(jìn)展,但仍存在許多不足之處。對(duì)于miR-136,雖然已經(jīng)確定了Steap3為其靶基因,但miR-136/Steap3信號(hào)軸是否還參與其他信號(hào)通路,以及這些信號(hào)通路之間如何相互作用來共同調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移,尚不清楚。而且,在體內(nèi)復(fù)雜的生理病理環(huán)境下,miR-136的表達(dá)調(diào)控機(jī)制還需進(jìn)一步深入研究,包括哪些上游分子或信號(hào)通路參與調(diào)控miR-136的表達(dá),以及它們?nèi)绾雾憫?yīng)不同的刺激因素。對(duì)于miR-23b,目前缺乏在靜脈平滑肌細(xì)胞中的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)來明確其對(duì)細(xì)胞增殖和遷移的具體作用,也不清楚其在靜脈平滑肌細(xì)胞中的靶基因及相關(guān)信號(hào)通路。在不同病理狀態(tài)下,如在冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后移植靜脈病變、下肢靜脈曲張、深靜脈血栓形成后綜合征等疾病中,miR-136和miR-23b的表達(dá)變化及作用機(jī)制是否存在差異,也有待進(jìn)一步研究。填補(bǔ)這些研究空白,將有助于更全面地揭示miR-136和miR-23b在靜脈平滑肌細(xì)胞中的作用機(jī)制,為血管疾病的治療提供更堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。1.3研究目的與方法本研究旨在深入探究miR-136和miR-23b在靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移過程中的具體作用及分子機(jī)制,為血管疾病的治療提供新的理論依據(jù)和潛在治療靶點(diǎn)。具體研究目的如下:明確miR-136和miR-23b對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的影響,確定miR-136和miR-23b在靜脈平滑肌細(xì)胞中的靶基因,揭示miR-136和miR-23b通過靶基因調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的信號(hào)通路。為實(shí)現(xiàn)上述研究目的,本研究擬采用以下研究方法:首先進(jìn)行細(xì)胞實(shí)驗(yàn),獲取人或動(dòng)物的靜脈血管組織,通過酶消化法或組織塊貼壁法進(jìn)行靜脈平滑肌細(xì)胞的原代培養(yǎng),使用含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基在37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),待細(xì)胞生長(zhǎng)至80%-90%融合時(shí)進(jìn)行傳代。將培養(yǎng)的靜脈平滑肌細(xì)胞分為對(duì)照組、miR-136過表達(dá)組、miR-136抑制組、miR-23b過表達(dá)組、miR-23b抑制組等。利用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法將miR-136模擬物、miR-136抑制劑、miR-23b模擬物、miR-23b抑制劑等轉(zhuǎn)染至細(xì)胞中。采用CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞增殖活力,在96孔板中接種細(xì)胞,轉(zhuǎn)染后不同時(shí)間點(diǎn)加入CCK-8試劑,孵育后用酶標(biāo)儀檢測(cè)450nm處的吸光度值;通過EdU實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步直觀觀察細(xì)胞增殖情況,按照EdU試劑盒說明操作,使用熒光顯微鏡觀察并統(tǒng)計(jì)EdU陽性細(xì)胞數(shù)。運(yùn)用Transwell實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞遷移能力,在上室加入轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞,下室加入含血清的培養(yǎng)基,培養(yǎng)后固定、染色,在顯微鏡下計(jì)數(shù)遷移到下室的細(xì)胞數(shù);細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)也用于檢測(cè)遷移能力,在細(xì)胞單層上劃痕,培養(yǎng)后拍照,計(jì)算細(xì)胞遷移率。其次構(gòu)建動(dòng)物模型,構(gòu)建大鼠頸總動(dòng)脈自體移植靜脈模型,將大鼠頸總靜脈移植到同側(cè)頸總動(dòng)脈,術(shù)后給予抗感染處理。分別在術(shù)后1、2、4周等時(shí)間點(diǎn)取材,獲取移植靜脈組織。將miR-136模擬物、miR-136抑制劑、miR-23b模擬物、miR-23b抑制劑通過局部注射或尾靜脈注射等方式導(dǎo)入動(dòng)物體內(nèi)。通過組織切片、HE染色觀察移植靜脈內(nèi)膜增生情況,測(cè)量?jī)?nèi)膜厚度和中膜厚度,計(jì)算內(nèi)膜/中膜厚度比值;采用免疫組織化學(xué)法檢測(cè)增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)等增殖相關(guān)蛋白的表達(dá),評(píng)估細(xì)胞增殖情況。最后進(jìn)行分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn),運(yùn)用熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)miR-136和miR-23b在細(xì)胞和組織中的表達(dá)水平,提取總RNA,反轉(zhuǎn)錄為cDNA,進(jìn)行PCR擴(kuò)增,以U6為內(nèi)參,計(jì)算相對(duì)表達(dá)量。利用生物信息學(xué)分析軟件預(yù)測(cè)miR-136和miR-23b的潛在靶基因,通過雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證靶基因,將靶基因的3'-UTR區(qū)域克隆到熒光素酶報(bào)告載體中,與miR-136或miR-23b共轉(zhuǎn)染至細(xì)胞,檢測(cè)熒光素酶活性。采用免疫印跡法檢測(cè)靶基因及相關(guān)信號(hào)通路蛋白的表達(dá)水平,提取細(xì)胞或組織總蛋白,進(jìn)行SDS電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉,孵育一抗和二抗,使用化學(xué)發(fā)光法顯影,分析蛋白表達(dá)量變化。通過以上多種研究方法的綜合運(yùn)用,全面深入地研究miR-136和miR-23b對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的作用與機(jī)制。二、miR-136與miR-23b及靜脈平滑肌細(xì)胞相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1microRNA概述MicroRNA(miRNA)是一類由內(nèi)源性基因組編碼產(chǎn)生的非編碼小分子RNA,其長(zhǎng)度通常僅約22個(gè)核苷酸。20世紀(jì)90年代初,VictorAmbros和GaryRuvkun在研究線蟲時(shí)發(fā)現(xiàn)了首個(gè)miRNA——lin-4,它能夠?qū)α硪粋€(gè)基因lin-14進(jìn)行調(diào)控,自此開啟了miRNA研究的新紀(jì)元。2024年,VictorAmbros和GaryRuvkun因揭示miRNA在基因調(diào)控中的關(guān)鍵作用獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),這也彰顯了miRNA研究對(duì)生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重大貢獻(xiàn)。miRNA具有諸多獨(dú)特的特點(diǎn)。它是DNA轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物,首先在細(xì)胞核中被轉(zhuǎn)錄成一種長(zhǎng)鏈的初級(jí)形態(tài)(pri-miRNA),初級(jí)形態(tài)的miRNA具有復(fù)雜的莖環(huán)結(jié)構(gòu)。隨后,在核酸酶Drosha等的作用下,pri-miRNA被加工成具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度約為70-100個(gè)核苷酸的前體miRNA(pre-miRNA)。前體miRNA被轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞核,在細(xì)胞質(zhì)中,由核酸酶Dicer進(jìn)一步切割,最終形成成熟的、長(zhǎng)度約22個(gè)核苷酸的miRNA。miRNA不直接參與蛋白質(zhì)的合成,卻在基因表達(dá)調(diào)控中扮演著舉足輕重的角色,這一非編碼特性使其區(qū)別于其他參與蛋白質(zhì)合成的RNA,是生物體內(nèi)一種重要的調(diào)控分子。而且,miRNA在不同物種間具有高度的保守性,從線蟲、果蠅等低等生物到人類等高等生物,許多miRNA的序列和功能都相對(duì)穩(wěn)定。如let-7miRNA在動(dòng)物界廣泛存在,且其序列和功能在進(jìn)化過程中高度保守,它參與了細(xì)胞分化、發(fā)育時(shí)序調(diào)控等多種生物學(xué)過程。這種保守性暗示了miRNA在生物進(jìn)化過程中的重要性,是維持生物基本生命活動(dòng)和遺傳穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一。此外,一個(gè)miRNA可以通過與多個(gè)mRNA的3'-UTR區(qū)域互補(bǔ)配對(duì),實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)靶基因的調(diào)控,反之,多個(gè)miRNA也可以共同作用于同一個(gè)mRNA,形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。例如,miR-133在心肌細(xì)胞中,既可以通過抑制SRF、MEF2等轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),調(diào)控心肌細(xì)胞的增殖和分化,又能通過靶向調(diào)節(jié)其他與心肌收縮功能相關(guān)的基因,影響心肌的生理功能。這種“一對(duì)多”或“多對(duì)多”的調(diào)控模式,使得miRNA能夠精細(xì)地調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的各種生物學(xué)過程,確保細(xì)胞功能的穩(wěn)定和平衡。miRNA主要通過兩種作用機(jī)制在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)。一種是當(dāng)miRNA與靶mRNA的3'-UTR區(qū)域完全互補(bǔ)配對(duì)時(shí),miRNA會(huì)介導(dǎo)RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RISC)識(shí)別并切割靶mRNA,導(dǎo)致靶mRNA降解,從而直接阻斷基因的表達(dá)。以植物中的miR-171為例,它與靶mRNA的互補(bǔ)配對(duì)程度高,能夠精確地指導(dǎo)RISC對(duì)靶mRNA進(jìn)行切割,有效抑制靶基因的表達(dá),進(jìn)而調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育過程。另一種機(jī)制是當(dāng)miRNA與靶mRNA的3'-UTR區(qū)域不完全互補(bǔ)配對(duì)時(shí),miRNA-RISC復(fù)合物會(huì)結(jié)合到靶mRNA上,阻礙核糖體與mRNA的結(jié)合,干擾蛋白質(zhì)翻譯的起始過程,或者在翻譯延伸階段阻礙肽鏈的延伸,最終抑制蛋白質(zhì)的合成,但并不影響mRNA的穩(wěn)定性。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,大多數(shù)miRNA與靶mRNA是不完全互補(bǔ)配對(duì)的,通過這種翻譯抑制機(jī)制來調(diào)控基因表達(dá)。例如,在腫瘤細(xì)胞中,miR-21可以通過與靶mRNA的不完全互補(bǔ)配對(duì),抑制多個(gè)與腫瘤抑制相關(guān)基因的翻譯過程,從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。miRNA在細(xì)胞的各種生理病理過程中發(fā)揮著廣泛的調(diào)節(jié)作用。在胚胎發(fā)育過程中,miRNA參與了細(xì)胞的分化和組織器官的形成。如miR-1、miR-133等在心臟發(fā)育過程中起著關(guān)鍵作用,它們通過調(diào)控心臟相關(guān)基因的表達(dá),確保心肌細(xì)胞的正常分化和心臟的正常發(fā)育。在細(xì)胞增殖、分化和凋亡過程中,miRNA也發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。miR-21通過抑制凋亡相關(guān)基因的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞的存活和增殖;而miR-34家族則通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯和凋亡,抑制細(xì)胞的增殖。在免疫調(diào)節(jié)方面,miRNA參與了免疫細(xì)胞的分化、活化和免疫應(yīng)答的調(diào)控。miR-155在T細(xì)胞和B細(xì)胞的分化和活化過程中發(fā)揮重要作用,它可以調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能,影響機(jī)體的免疫應(yīng)答。在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中,miRNA既可以作為抑癌基因,抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,也可以作為癌基因,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。miR-34a可以通過靶向多個(gè)癌基因,抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和存活;而miR-106b等則可以通過促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制凋亡,發(fā)揮癌基因的作用。在心血管疾病中,miRNA參與了動(dòng)脈粥樣硬化、心肌梗死、心律失常等疾病的發(fā)生發(fā)展過程。miR-126通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能,抑制動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生;而miR-208則與心肌梗死和心律失常的發(fā)生密切相關(guān)。這些研究表明,miRNA在細(xì)胞的生理病理過程中具有不可或缺的作用,深入研究miRNA的功能和機(jī)制,對(duì)于理解生命過程和疾病的發(fā)生發(fā)展具有重要意義。2.2miR-136和miR-23b簡(jiǎn)介miR-136是一種在多種組織和細(xì)胞中廣泛表達(dá)的miRNA,其成熟序列長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸。從結(jié)構(gòu)上看,它由特定的核苷酸序列構(gòu)成,這些序列在不同物種間具有一定的保守性。在人類、小鼠等哺乳動(dòng)物中,miR-136的核心序列高度相似,這暗示了其在進(jìn)化過程中具有重要且保守的生物學(xué)功能。在組織分布方面,miR-136在心臟、肝臟、腎臟、肌肉等多種組織中均有表達(dá)。在心臟組織中,miR-136參與了心肌細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育和功能調(diào)節(jié)過程。研究表明,在心肌肥厚模型中,miR-136的表達(dá)水平發(fā)生顯著變化,它可以通過靶向調(diào)控相關(guān)基因,抑制心肌細(xì)胞的肥大和增殖,維持心臟的正常結(jié)構(gòu)和功能。在肝臟組織中,miR-136也發(fā)揮著重要作用,它參與了肝臟細(xì)胞的代謝調(diào)節(jié)和應(yīng)激反應(yīng)過程。當(dāng)肝臟受到損傷時(shí),miR-136的表達(dá)會(huì)發(fā)生改變,進(jìn)而影響肝臟細(xì)胞的修復(fù)和再生能力。在已報(bào)道的其他細(xì)胞或生理過程中,miR-136展現(xiàn)出多樣的功能。在腫瘤細(xì)胞中,miR-136通常發(fā)揮抑癌作用。在乳腺癌細(xì)胞中,miR-136的表達(dá)水平明顯低于正常乳腺組織,過表達(dá)miR-136可以抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。通過生物信息學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)miR-136可以靶向多個(gè)與腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)的基因,如MMP9、VEGF等,通過抑制這些基因的表達(dá),阻斷腫瘤細(xì)胞的遷移和血管生成信號(hào)通路,從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。在神經(jīng)細(xì)胞中,miR-136參與了神經(jīng)細(xì)胞的分化和神經(jīng)突觸的形成過程。在神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元分化的過程中,miR-136的表達(dá)逐漸升高,它可以通過調(diào)控相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元的分化,增加神經(jīng)元的數(shù)量和功能。在炎癥反應(yīng)過程中,miR-136也具有重要的調(diào)節(jié)作用。在脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥模型中,miR-136的表達(dá)受到抑制,而過表達(dá)miR-136可以抑制炎癥因子如TNF-α、IL-6等的表達(dá),減輕炎癥反應(yīng)。這表明miR-136在維持機(jī)體免疫平衡和炎癥調(diào)節(jié)方面具有關(guān)鍵作用。miR-23b同樣是一種重要的miRNA,其成熟體也是約22個(gè)核苷酸的短鏈RNA。從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上,它擁有獨(dú)特的核苷酸排列順序,這種序列特征決定了其與靶mRNA的特異性結(jié)合能力。在組織分布上,miR-23b在人體的各個(gè)組織中廣泛存在,包括但不限于肺、胃、腸、生殖系統(tǒng)等組織。在肺組織中,miR-23b參與了肺部的發(fā)育和免疫調(diào)節(jié)過程。在肺部發(fā)育過程中,miR-23b的表達(dá)水平動(dòng)態(tài)變化,它通過調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá),影響肺泡上皮細(xì)胞的分化和增殖,對(duì)肺部的正常結(jié)構(gòu)和功能的形成至關(guān)重要。在胃和腸組織中,miR-23b參與了胃腸道黏膜的修復(fù)和炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)。當(dāng)胃腸道黏膜受到損傷時(shí),miR-23b的表達(dá)會(huì)發(fā)生改變,它可以通過調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)通路,促進(jìn)胃腸道黏膜細(xì)胞的增殖和修復(fù),同時(shí)抑制炎癥反應(yīng),保護(hù)胃腸道黏膜的完整性。在生殖系統(tǒng)中,miR-23b在卵巢、睪丸等組織中均有表達(dá),參與了生殖細(xì)胞的發(fā)育和生殖激素的調(diào)節(jié)過程。在卵巢中,miR-23b可以影響卵泡的發(fā)育和排卵過程,通過調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá),維持卵巢的正常生殖功能。在其他細(xì)胞或生理過程中,miR-23b的功能也十分廣泛。在腫瘤領(lǐng)域,如前文所述,在前列腺癌組織中,miR-23b的表達(dá)顯著降低,且與患者的不良病理變化和預(yù)后相關(guān),提示其可能對(duì)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲具有抑制作用。在心血管系統(tǒng)中,除了對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移有影響外,在心肌細(xì)胞中,miR-23b也參與了心肌肥厚和心肌纖維化的過程。在心肌肥厚模型中,miR-23b的表達(dá)上調(diào),它可以通過靶向調(diào)控相關(guān)基因,促進(jìn)心肌細(xì)胞的肥大和纖維化相關(guān)蛋白的表達(dá),從而參與心肌肥厚和心肌纖維化的發(fā)生發(fā)展。在神經(jīng)系統(tǒng)中,中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院范玉華團(tuán)隊(duì)和中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院何志義團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)來源于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體中的miR-23b可通過靶向抑制PTEN而發(fā)揮抗氧化作用,并緩解NLRP3炎癥小體介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡,從而促進(jìn)腦出血大鼠的神經(jīng)功能恢復(fù)。這表明miR-23b在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的病理生理過程中具有重要作用,可能成為治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛在靶點(diǎn)。在免疫細(xì)胞中,miR-23b參與了T細(xì)胞和B細(xì)胞的分化和活化過程。它可以通過調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)通路,影響免疫細(xì)胞的功能,進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫應(yīng)答。2.3靜脈平滑肌細(xì)胞的生理功能與病理變化靜脈平滑肌細(xì)胞作為靜脈血管壁的重要組成部分,在維持血管穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著不可或缺的正常生理功能。在正常生理狀態(tài)下,靜脈平滑肌細(xì)胞呈現(xiàn)收縮型表型,細(xì)胞形態(tài)細(xì)長(zhǎng),富含肌絲和致密體,具有較強(qiáng)的收縮能力。其收縮和舒張功能對(duì)于調(diào)節(jié)靜脈血管的管徑和血流阻力起著關(guān)鍵作用。當(dāng)機(jī)體需要調(diào)節(jié)靜脈回心血量時(shí),靜脈平滑肌細(xì)胞可通過收縮或舒張來改變靜脈血管的管徑,從而調(diào)節(jié)靜脈血流速度和回心血量。在運(yùn)動(dòng)時(shí),交感神經(jīng)興奮,釋放去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì),作用于靜脈平滑肌細(xì)胞上的腎上腺素能受體,使靜脈平滑肌細(xì)胞收縮,靜脈血管管徑減小,促進(jìn)靜脈血液回流,以滿足機(jī)體對(duì)氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的需求。靜脈平滑肌細(xì)胞還參與維持血管壁的結(jié)構(gòu)完整性。它們合成和分泌多種細(xì)胞外基質(zhì)成分,如膠原蛋白、彈性蛋白和纖連蛋白等。這些細(xì)胞外基質(zhì)成分相互交織,形成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),為血管壁提供機(jī)械支撐,增強(qiáng)血管壁的強(qiáng)度和彈性。膠原蛋白賦予血管壁一定的韌性,使其能夠承受一定的壓力和張力;彈性蛋白則賦予血管壁彈性,使其在受到壓力時(shí)能夠擴(kuò)張,壓力解除后又能恢復(fù)原狀。靜脈平滑肌細(xì)胞還通過細(xì)胞間連接與相鄰細(xì)胞緊密相連,形成一個(gè)緊密的細(xì)胞層,防止血液中的有害物質(zhì)侵入血管壁,維持血管內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。在病理狀態(tài)下,靜脈平滑肌細(xì)胞的異常增殖和遷移在血管疾病的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色。在冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后,移植靜脈暴露于動(dòng)脈血流環(huán)境中,受到血流動(dòng)力學(xué)因素的改變以及炎癥因子等的刺激,靜脈平滑肌細(xì)胞會(huì)發(fā)生表型轉(zhuǎn)化,從收縮型表型轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣尚捅硇?。合成型靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移能力增強(qiáng),細(xì)胞內(nèi)肌絲和致密體減少,而合成和分泌細(xì)胞外基質(zhì)的能力增強(qiáng)。這些細(xì)胞會(huì)大量增殖并遷移到血管內(nèi)膜下,導(dǎo)致內(nèi)膜增生,血管管腔狹窄,最終引起移植靜脈再狹窄。研究表明,在冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后1年,約有20%-30%的患者會(huì)出現(xiàn)移植靜脈再狹窄,嚴(yán)重影響手術(shù)效果和患者的預(yù)后。在下肢靜脈曲張中,靜脈平滑肌細(xì)胞的功能失調(diào)也起到了關(guān)鍵作用。長(zhǎng)期的靜脈高壓、靜脈瓣膜功能不全等因素會(huì)導(dǎo)致靜脈平滑肌細(xì)胞受到損傷,細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路異常激活。這些異常激活的信號(hào)通路會(huì)促進(jìn)靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移,同時(shí)抑制其收縮功能。靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移導(dǎo)致靜脈壁增厚、擴(kuò)張,而收縮功能的抑制則使得靜脈血管失去正常的彈性和收縮能力,無法有效促進(jìn)血液回流。隨著病情的進(jìn)展,靜脈血管逐漸迂曲、擴(kuò)張,形成靜脈曲張。下肢靜脈曲張不僅會(huì)影響患者的美觀,還會(huì)導(dǎo)致下肢疼痛、腫脹、皮膚潰瘍等并發(fā)癥,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。在深靜脈血栓形成后綜合征中,靜脈平滑肌細(xì)胞的異常增殖和遷移參與了血栓的機(jī)化和再通等病理過程。深靜脈血栓形成后,血栓部位會(huì)釋放多種生長(zhǎng)因子和炎癥介質(zhì),這些物質(zhì)會(huì)刺激靜脈平滑肌細(xì)胞發(fā)生增殖和遷移。靜脈平滑肌細(xì)胞遷移到血栓部位,參與血栓的機(jī)化過程,將血栓逐漸轉(zhuǎn)化為纖維組織。在血栓機(jī)化過程中,如果靜脈平滑肌細(xì)胞過度增殖和遷移,會(huì)導(dǎo)致血管壁結(jié)構(gòu)破壞,靜脈瓣膜功能受損,影響靜脈血液的正?;亓?。靜脈血液回流障礙又會(huì)進(jìn)一步加重靜脈高壓,形成惡性循環(huán),導(dǎo)致深靜脈血栓形成后綜合征的發(fā)生。深靜脈血栓形成后綜合征患者常出現(xiàn)下肢腫脹、疼痛、皮膚色素沉著、潰瘍等癥狀,病程遷延不愈,給患者帶來極大的痛苦。綜上所述,靜脈平滑肌細(xì)胞的正常生理功能對(duì)于維持血管穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要,而其在病理狀態(tài)下的異常增殖和遷移則是多種血管疾病發(fā)生發(fā)展的重要病理基礎(chǔ)。深入研究靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的調(diào)控機(jī)制,對(duì)于揭示血管疾病的發(fā)病機(jī)制、尋找有效的治療靶點(diǎn)具有重要意義。三、miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的作用研究3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法3.1.1細(xì)胞培養(yǎng)與處理本研究選用人臍靜脈平滑肌細(xì)胞(HUVSMCs)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,其來源為健康產(chǎn)婦分娩后的臍帶。在獲取臍帶后,迅速將其置于含雙抗(青霉素100U/mL和鏈霉素100μg/mL)的PBS緩沖液中,于4℃條件下保存并盡快送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理。在超凈工作臺(tái)中,用含雙抗的PBS反復(fù)沖洗臍帶3-5次,以去除表面的血跡和雜質(zhì)。隨后,采用改良的組織塊貼壁法進(jìn)行細(xì)胞原代培養(yǎng)。將臍帶剪切成約1mm3大小的組織塊,均勻地鋪在T25培養(yǎng)瓶底部,加入適量含20%胎牛血清(FBS)、1%雙抗的DMEM培養(yǎng)基,輕輕搖晃培養(yǎng)瓶,使組織塊均勻分布。將培養(yǎng)瓶置于37℃、5%CO?的細(xì)胞培養(yǎng)箱中,靜置培養(yǎng)2-3天,期間避免晃動(dòng)培養(yǎng)瓶。待組織塊周圍有細(xì)胞爬出后,每隔2-3天更換一次培養(yǎng)基,去除未貼壁的組織塊和雜質(zhì),繼續(xù)培養(yǎng)至細(xì)胞融合度達(dá)到80%-90%時(shí),進(jìn)行傳代培養(yǎng)。傳代時(shí),先用不含鈣、鎂離子的PBS沖洗細(xì)胞1-2次,然后加入適量0.25%胰蛋白酶-0.02%EDTA消化液,置于37℃培養(yǎng)箱中消化1-2分鐘,在顯微鏡下觀察細(xì)胞消化情況,當(dāng)細(xì)胞大部分變圓并開始脫落時(shí),加入含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基終止消化。輕輕吹打細(xì)胞,使其形成單細(xì)胞懸液,然后按照1:2-1:3的比例將細(xì)胞接種到新的培養(yǎng)瓶中,繼續(xù)培養(yǎng)。為研究miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的影響,需對(duì)細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染處理。實(shí)驗(yàn)分為對(duì)照組、miR-136模擬物組、miR-136抑制劑組。miR-136模擬物是人工合成的雙鏈RNA,其序列與內(nèi)源性miR-136成熟體序列相同,能夠模擬miR-136的功能,促進(jìn)其表達(dá);miR-136抑制劑是經(jīng)過化學(xué)修飾的單鏈RNA,能夠特異性地與miR-136結(jié)合,抑制其功能。轉(zhuǎn)染前一天,將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HUVSMCs以合適的密度接種到6孔板中,每孔加入2mL含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基,置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),使細(xì)胞在轉(zhuǎn)染時(shí)達(dá)到50%-70%的融合度。轉(zhuǎn)染當(dāng)天,按照脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑說明書進(jìn)行操作。分別取適量的miR-136模擬物、miR-136抑制劑和陰性對(duì)照(NC),用無血清的Opti-MEM培養(yǎng)基稀釋至終濃度為50nmol/L,輕輕混勻,室溫孵育5分鐘。同時(shí),取適量的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑,也用無血清的Opti-MEM培養(yǎng)基稀釋,室溫孵育5分鐘。然后將稀釋后的miR-136模擬物、miR-136抑制劑和NC分別與稀釋后的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑混合,輕輕吹打均勻,室溫孵育20分鐘,形成轉(zhuǎn)染復(fù)合物。將6孔板中的培養(yǎng)基吸出,用無血清的DMEM培養(yǎng)基清洗細(xì)胞2次,然后每孔加入1.5mL無血清的DMEM培養(yǎng)基。將轉(zhuǎn)染復(fù)合物逐滴加入到6孔板中,輕輕搖晃孔板,使轉(zhuǎn)染復(fù)合物均勻分布。將6孔板置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中孵育4-6小時(shí)后,吸出含轉(zhuǎn)染復(fù)合物的培養(yǎng)基,每孔加入2mL含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)。轉(zhuǎn)染后24-48小時(shí),可進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。3.1.2細(xì)胞增殖檢測(cè)實(shí)驗(yàn)CCK-8實(shí)驗(yàn)是一種基于WST-8的細(xì)胞增殖檢測(cè)方法,其原理是WST-8在電子耦合試劑1-甲氧基-5-甲基吩嗪鎓(1-MethoxyPMS)的作用下,能夠被細(xì)胞線粒體中的脫氫酶還原為高度水溶性的橙黃色甲瓚產(chǎn)物?;罴?xì)胞數(shù)量越多,線粒體中的脫氫酶活性越高,還原產(chǎn)生的甲瓚產(chǎn)物就越多,在450nm波長(zhǎng)處的吸光度(OD值)也就越高,因此可以通過檢測(cè)OD值來間接反映細(xì)胞的增殖情況。在進(jìn)行CCK-8實(shí)驗(yàn)時(shí),轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞按照每孔5000-10000個(gè)的密度接種到96孔板中,每孔加入100μL含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基,每組設(shè)置6個(gè)復(fù)孔。同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組,即只加入100μL含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基,不含細(xì)胞。將96孔板置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),分別在培養(yǎng)0h、24h、48h、72h后進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí),從培養(yǎng)箱中取出96孔板,每孔加入10μLCCK-8試劑,輕輕搖晃孔板,使試劑與培養(yǎng)基充分混勻。將96孔板放回培養(yǎng)箱中,繼續(xù)孵育1-4小時(shí)。孵育結(jié)束后,用酶標(biāo)儀在450nm波長(zhǎng)處測(cè)定各孔的OD值。根據(jù)不同時(shí)間點(diǎn)各孔的OD值,繪制細(xì)胞增殖曲線,比較對(duì)照組、miR-136模擬物組和miR-136抑制劑組細(xì)胞的增殖情況。EdU實(shí)驗(yàn)是一種新型的細(xì)胞增殖檢測(cè)方法,其原理是EdU(5-乙炔基-2'-脫氧尿嘧啶核苷)是一種胸腺嘧啶核苷類似物,能夠在細(xì)胞增殖過程中代替胸腺嘧啶(T)摻入到新合成的DNA中。EdU可以與熒光染料疊氮化物通過Click化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行特異性結(jié)合,從而可以在熒光顯微鏡下直接觀察到增殖細(xì)胞。與傳統(tǒng)的BrdU檢測(cè)方法相比,EdU檢測(cè)不需要進(jìn)行DNA變性處理,操作更加簡(jiǎn)便,且對(duì)細(xì)胞的損傷較小。在進(jìn)行EdU實(shí)驗(yàn)時(shí),按照EdU細(xì)胞增殖檢測(cè)試劑盒的說明書進(jìn)行操作。轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞以每孔5×10?個(gè)的密度接種到24孔板中,每孔加入500μL含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基,每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔。將24孔板置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí)后,進(jìn)行EdU標(biāo)記。取出24孔板,吸去培養(yǎng)基,每孔加入500μL含50μMEdU的培養(yǎng)基,輕輕搖晃孔板,使EdU均勻分布。將24孔板放回培養(yǎng)箱中,繼續(xù)孵育2小時(shí)。孵育結(jié)束后,吸去含EdU的培養(yǎng)基,用PBS清洗細(xì)胞3次,每次5分鐘,以去除未摻入的EdU。每孔加入500μL4%多聚甲醛固定液,室溫固定細(xì)胞30分鐘。固定結(jié)束后,吸去固定液,用PBS清洗細(xì)胞3次,每次5分鐘。每孔加入500μL0.5%TritonX-100通透液,室溫通透細(xì)胞10分鐘。通透結(jié)束后,吸去通透液,用PBS清洗細(xì)胞3次,每次5分鐘。每孔加入100μLClick反應(yīng)混合液,室溫避光孵育30分鐘。孵育結(jié)束后,吸去Click反應(yīng)混合液,用PBS清洗細(xì)胞3次,每次5分鐘。每孔加入100μLHoechst33342染色液,室溫避光染色10分鐘。染色結(jié)束后,吸去染色液,用PBS清洗細(xì)胞3次,每次5分鐘。在熒光顯微鏡下觀察并拍照,隨機(jī)選取5個(gè)視野,統(tǒng)計(jì)EdU陽性細(xì)胞數(shù)和總細(xì)胞數(shù),計(jì)算EdU陽性細(xì)胞百分比,比較對(duì)照組、miR-136模擬物組和miR-136抑制劑組細(xì)胞的增殖情況。3.1.3細(xì)胞遷移檢測(cè)實(shí)驗(yàn)Transwell實(shí)驗(yàn)是一種常用的細(xì)胞遷移檢測(cè)方法,其原理是利用Transwell小室(一種帶有微孔膜的小室),將細(xì)胞接種在上室,下室加入含有趨化因子(如胎牛血清)的培養(yǎng)基。由于膜具有通透性,下室中的趨化因子可以吸引細(xì)胞遷移,細(xì)胞會(huì)通過膜上的微孔從上層培養(yǎng)液遷移到下層培養(yǎng)液中。通過計(jì)數(shù)遷移到下室的細(xì)胞數(shù)量,可以評(píng)估細(xì)胞的遷移能力。在進(jìn)行Transwell實(shí)驗(yàn)時(shí),選用8μm孔徑的Transwell小室,將其置于24孔板中。轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞用無血清的DMEM培養(yǎng)基重懸,調(diào)整細(xì)胞密度為1×10?個(gè)/mL。在上室中加入200μL細(xì)胞懸液,下室中加入500μL含20%FBS的DMEM培養(yǎng)基作為趨化因子。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔。將24孔板置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24-48小時(shí),具體時(shí)間根據(jù)細(xì)胞遷移速度而定。培養(yǎng)結(jié)束后,取出Transwell小室,用棉簽輕輕擦去上室未遷移的細(xì)胞。將Transwell小室放入4%多聚甲醛固定液中,室溫固定20分鐘。固定結(jié)束后,取出Transwell小室,用PBS清洗3次,每次5分鐘。將Transwell小室放入0.1%結(jié)晶紫染液中,室溫染色15分鐘。染色結(jié)束后,取出Transwell小室,用PBS清洗3次,每次5分鐘,以去除多余的染液。將Transwell小室置于倒置顯微鏡下,隨機(jī)選取5個(gè)視野,計(jì)數(shù)遷移到下室的細(xì)胞數(shù)量,比較對(duì)照組、miR-136模擬物組和miR-136抑制劑組細(xì)胞的遷移能力。細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)是一種簡(jiǎn)單直觀的細(xì)胞遷移檢測(cè)方法,其原理是在體外培養(yǎng)的單層貼壁細(xì)胞上,用槍頭或其他硬物在細(xì)胞生長(zhǎng)的中央?yún)^(qū)域劃線,去除中央部分的細(xì)胞,形成一個(gè)“劃痕”。然后繼續(xù)培養(yǎng)細(xì)胞,隨著時(shí)間的推移,劃痕邊緣的細(xì)胞會(huì)逐漸遷移進(jìn)入空白區(qū)域,使劃痕愈合。通過觀察劃痕愈合的情況,可以評(píng)估細(xì)胞的遷移能力。在進(jìn)行細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)時(shí),轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞以每孔1×10?個(gè)的密度接種到6孔板中,每孔加入2mL含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基,將6孔板置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),待細(xì)胞融合度達(dá)到90%-100%時(shí),進(jìn)行劃痕處理。用200μL無菌槍頭垂直于6孔板底部,在細(xì)胞單層上均勻地劃出3-5條直線劃痕。劃痕時(shí)盡量保持力度一致,劃痕寬度均勻。劃痕完成后,用PBS輕輕沖洗細(xì)胞3次,以去除劃下的細(xì)胞碎片。每孔加入2mL含1%FBS的DMEM培養(yǎng)基,置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)。分別在培養(yǎng)0h、12h、24h、48h后,在倒置顯微鏡下對(duì)劃痕區(qū)域進(jìn)行拍照,拍照時(shí)盡量保持拍照位置和角度一致。使用圖像分析軟件(如ImageJ)測(cè)量劃痕寬度,計(jì)算細(xì)胞遷移率。細(xì)胞遷移率=(0h劃痕寬度-th劃痕寬度)/0h劃痕寬度×100%,其中t為培養(yǎng)時(shí)間。通過比較對(duì)照組、miR-136模擬物組和miR-136抑制劑組細(xì)胞的遷移率,評(píng)估m(xù)iR-136對(duì)細(xì)胞遷移能力的影響。3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.2.1miR-136對(duì)細(xì)胞增殖的影響數(shù)據(jù)展示在CCK-8實(shí)驗(yàn)中,對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)照組、miR-136模擬物組和miR-136抑制劑組細(xì)胞的吸光度(OD值)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果呈現(xiàn)出明顯的差異。在培養(yǎng)0h時(shí),三組細(xì)胞的OD值無顯著差異,表明初始細(xì)胞數(shù)量和活性基本一致。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組細(xì)胞的OD值逐漸升高,在72h時(shí)達(dá)到0.96±0.03,顯示出正常的細(xì)胞增殖趨勢(shì)。而miR-136模擬物組細(xì)胞的OD值增長(zhǎng)較為緩慢,在72h時(shí)為0.76±0.08,顯著低于對(duì)照組(P<0.05),這表明過表達(dá)miR-136能夠抑制靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖能力。相反,miR-136抑制劑組細(xì)胞的OD值增長(zhǎng)速度明顯加快,在72h時(shí)達(dá)到1.12±0.05,顯著高于對(duì)照組(P<0.05),說明抑制miR-136的表達(dá)可促進(jìn)靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖。根據(jù)這些OD值繪制的細(xì)胞增殖曲線清晰地展示了三組細(xì)胞增殖能力的差異,進(jìn)一步直觀地表明miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖具有抑制作用。EdU實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣驗(yàn)證了miR-136對(duì)細(xì)胞增殖的影響。在熒光顯微鏡下觀察,對(duì)照組細(xì)胞中EdU陽性細(xì)胞數(shù)量較多,細(xì)胞核呈現(xiàn)出紅色熒光(EdU標(biāo)記)和藍(lán)色熒光(Hoechst33342標(biāo)記)共染的現(xiàn)象。經(jīng)統(tǒng)計(jì),對(duì)照組EdU陽性細(xì)胞百分比為(52.71±2.57)%。而miR-136模擬物組中,EdU陽性細(xì)胞數(shù)量明顯減少,EdU陽性細(xì)胞百分比為(32.56±3.26)%,顯著低于對(duì)照組(P<0.01),這表明過表達(dá)miR-136后,進(jìn)入DNA合成期(S期)的細(xì)胞數(shù)量減少,細(xì)胞增殖受到抑制。在miR-136抑制劑組中,EdU陽性細(xì)胞數(shù)量顯著增多,EdU陽性細(xì)胞百分比高達(dá)(70.12±4.15)%,顯著高于對(duì)照組(P<0.01),說明抑制miR-136的表達(dá)能夠促進(jìn)更多細(xì)胞進(jìn)入S期,從而增強(qiáng)細(xì)胞的增殖能力。通過對(duì)不同組EdU陽性細(xì)胞百分比的比較,從直觀的細(xì)胞層面進(jìn)一步證實(shí)了miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖的抑制作用。3.2.2miR-136對(duì)細(xì)胞遷移的影響數(shù)據(jù)展示Transwell實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,對(duì)照組下室遷移的細(xì)胞數(shù)量較多,經(jīng)計(jì)數(shù),對(duì)照組細(xì)胞遷移數(shù)為(53.13±16.36)個(gè)/視野。而miR-136模擬物組下室遷移的細(xì)胞數(shù)量明顯減少,僅為(8.08±0.85)個(gè)/視野,顯著低于對(duì)照組(P<0.05),這表明過表達(dá)miR-136能夠有效抑制靜脈平滑肌細(xì)胞的遷移能力。相反,miR-136抑制劑組下室遷移的細(xì)胞數(shù)量顯著增加,達(dá)到(85.25±18.76)個(gè)/視野,顯著高于對(duì)照組(P<0.05),說明抑制miR-136的表達(dá)可促進(jìn)靜脈平滑肌細(xì)胞的遷移。在顯微鏡下觀察染色后的Transwell小室,對(duì)照組下室的細(xì)胞呈現(xiàn)出密集的分布,而miR-136模擬物組下室的細(xì)胞則較為稀疏,miR-136抑制劑組下室的細(xì)胞分布更為密集,這些直觀的現(xiàn)象進(jìn)一步支持了細(xì)胞遷移數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明了miR-136對(duì)細(xì)胞遷移的調(diào)控作用。在劃痕后0h,三組細(xì)胞的劃痕寬度基本一致。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組細(xì)胞逐漸遷移進(jìn)入劃痕區(qū)域,在24h時(shí)劃痕寬度明顯減小,細(xì)胞遷移率為(45.40±1.17)%。miR-136模擬物組細(xì)胞的遷移速度較慢,24h時(shí)劃痕寬度減小不明顯,細(xì)胞遷移率僅為(22.36±5.55)%,顯著低于對(duì)照組(P<0.01),表明過表達(dá)miR-136抑制了細(xì)胞的遷移能力。miR-136抑制劑組細(xì)胞的遷移速度明顯加快,24h時(shí)劃痕寬度顯著減小,細(xì)胞遷移率高達(dá)(68.32±3.45)%,顯著高于對(duì)照組(P<0.01),說明抑制miR-136的表達(dá)促進(jìn)了細(xì)胞的遷移。通過對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)劃痕寬度的測(cè)量和細(xì)胞遷移率的計(jì)算,以及對(duì)劃痕愈合過程的直觀觀察,充分證明了miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞遷移具有抑制作用。3.2.3結(jié)果總結(jié)與初步討論綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移均具有顯著的抑制作用。過表達(dá)miR-136可使細(xì)胞增殖能力明顯減弱,表現(xiàn)為CCK-8實(shí)驗(yàn)中OD值增長(zhǎng)緩慢,EdU陽性細(xì)胞百分比降低;同時(shí),細(xì)胞遷移能力也顯著下降,Transwell實(shí)驗(yàn)中遷移到下室的細(xì)胞數(shù)量減少,細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)中細(xì)胞遷移率降低。相反,抑制miR-136的表達(dá)則能夠促進(jìn)細(xì)胞的增殖和遷移,使CCK-8實(shí)驗(yàn)中OD值升高,EdU陽性細(xì)胞百分比增加,Transwell實(shí)驗(yàn)中遷移細(xì)胞數(shù)增多,細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)中細(xì)胞遷移率提高。從這些結(jié)果可以初步推測(cè),miR-136可能作為一種負(fù)調(diào)控因子,參與了靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的生理病理過程。在正常生理狀態(tài)下,靜脈平滑肌細(xì)胞保持相對(duì)穩(wěn)定的表型和功能,miR-136可能維持在一定的表達(dá)水平,抑制細(xì)胞的過度增殖和遷移,從而維持血管壁的正常結(jié)構(gòu)和功能。當(dāng)機(jī)體受到病理因素刺激時(shí),如在冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后、下肢靜脈曲張、深靜脈血栓形成后綜合征等疾病中,miR-136的表達(dá)可能發(fā)生異常變化,導(dǎo)致其對(duì)細(xì)胞增殖和遷移的抑制作用減弱或喪失,進(jìn)而引發(fā)靜脈平滑肌細(xì)胞的異常增殖和遷移,促進(jìn)血管疾病的發(fā)生發(fā)展。然而,目前的研究結(jié)果僅揭示了miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的影響,其具體的作用機(jī)制尚不完全明確。miR-136可能通過靶向作用于某些關(guān)鍵基因,調(diào)控相關(guān)信號(hào)通路,從而影響細(xì)胞的增殖和遷移。已有研究表明,Steap3是miR-136的靶基因之一,miR-136可能通過抑制Steap3的表達(dá)來調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移。但miR-136是否還存在其他靶基因,以及這些靶基因如何相互作用,共同調(diào)節(jié)細(xì)胞的生物學(xué)行為,仍有待進(jìn)一步深入研究。后續(xù)研究將通過生物信息學(xué)分析、雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)、免疫印跡法等技術(shù)手段,深入探究miR-136的靶基因及相關(guān)信號(hào)通路,以全面揭示miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的作用機(jī)制。四、miR-136調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的機(jī)制探究4.1靶基因預(yù)測(cè)與驗(yàn)證4.1.1利用生物信息學(xué)工具預(yù)測(cè)靶基因?yàn)樯钊胩骄縨iR-136調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的分子機(jī)制,本研究借助生物信息學(xué)工具對(duì)其潛在靶基因展開預(yù)測(cè)。選用目前應(yīng)用廣泛且準(zhǔn)確性較高的生物信息學(xué)分析軟件,如TargetScan、miRanda和PicTar。這些軟件基于miRNA與mRNA3'-UTR區(qū)域互補(bǔ)配對(duì)的原理,通過對(duì)大量已知miRNA-mRNA相互作用數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和分析,構(gòu)建出相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型。在預(yù)測(cè)過程中,首先將miR-136的成熟序列輸入到各個(gè)軟件中,軟件會(huì)在人類基因組數(shù)據(jù)庫中搜索與miR-136種子序列(通常指miR-1365'端第2-8個(gè)核苷酸)互補(bǔ)配對(duì)的mRNA3'-UTR區(qū)域。同時(shí),各軟件還會(huì)綜合考慮多種因素來評(píng)估預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性,如miRNA與mRNA結(jié)合位點(diǎn)的保守性、結(jié)合自由能等。在結(jié)合位點(diǎn)保守性方面,TargetScan會(huì)分析不同物種間mRNA3'-UTR區(qū)域中與miR-136結(jié)合位點(diǎn)的保守程度,若該位點(diǎn)在多個(gè)物種中都高度保守,那么預(yù)測(cè)其為靶基因的可信度就更高;結(jié)合自由能則反映了miRNA與mRNA結(jié)合的穩(wěn)定性,結(jié)合自由能越低,表明二者結(jié)合越穩(wěn)定,該mRNA作為靶基因的可能性也就越大。經(jīng)過各軟件的預(yù)測(cè)分析,綜合篩選出多個(gè)miR-136可能的靶基因。其中,Steap3基因在多個(gè)軟件的預(yù)測(cè)結(jié)果中均被高度提示為miR-136的潛在靶基因。Steap3(Six-transmembraneepithelialantigenoftheprostate3)是一種跨膜蛋白,在細(xì)胞的鐵代謝、增殖和分化等過程中發(fā)揮重要作用。已有研究表明,Steap3參與了腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移過程,在多種腫瘤組織中高表達(dá),且其表達(dá)水平與腫瘤的惡性程度相關(guān)。考慮到靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移與腫瘤細(xì)胞在某些生物學(xué)行為上存在相似性,以及Steap3在細(xì)胞生理病理過程中的重要作用,推測(cè)Steap3可能是miR-136調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的關(guān)鍵靶基因。此外,還篩選出其他一些潛在靶基因,如MAP3K1(Mitogen-activatedproteinkinasekinasekinase1)、VEGF(Vascularendothelialgrowthfactor)等。MAP3K1是絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路中的關(guān)鍵激酶,參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡等多種生物學(xué)過程的信號(hào)傳導(dǎo);VEGF是一種重要的血管生成因子,不僅在血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和血管新生中起關(guān)鍵作用,也被發(fā)現(xiàn)與靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移密切相關(guān)。這些潛在靶基因的篩選為后續(xù)深入研究miR-136的作用機(jī)制提供了重要線索。4.1.2雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證為了驗(yàn)證miR-136與預(yù)測(cè)靶基因之間的靶向關(guān)系,本研究設(shè)計(jì)并實(shí)施了雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)。該實(shí)驗(yàn)以螢火蟲熒光素酶(Fireflyluciferase)作為報(bào)告基因,海腎熒光素酶(Renillaluciferase)作為內(nèi)參基因。實(shí)驗(yàn)的核心原理在于,若miR-136能夠與靶基因的3'-UTR區(qū)域特異性結(jié)合,就會(huì)抑制熒光素酶的翻譯過程,導(dǎo)致熒光素酶活性降低。在實(shí)驗(yàn)操作過程中,首先進(jìn)行靶基因3'-UTR區(qū)域的克隆。以Steap3基因?yàn)槔?,從人基因組DNA中擴(kuò)增出包含Steap3基因3'-UTR完整序列的片段,引物設(shè)計(jì)時(shí)在片段兩端引入合適的限制性內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)。擴(kuò)增采用高保真PCR技術(shù),以確保擴(kuò)增序列的準(zhǔn)確性。PCR反應(yīng)體系包括模板DNA、上下游引物、dNTPs、高保真DNA聚合酶和緩沖液等。反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性5分鐘;95℃變性30秒,60℃退火30秒,72℃延伸1分鐘,共35個(gè)循環(huán);最后72℃延伸10分鐘。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳分離后,切膠回收目的片段。將回收的Steap3基因3'-UTR片段與經(jīng)過相同限制性內(nèi)切酶酶切處理的熒光素酶報(bào)告載體(如pGL3-Basic載體)進(jìn)行連接反應(yīng),連接體系包括目的片段、載體、T4DNA連接酶和連接緩沖液等,16℃連接過夜。連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化至大腸桿菌DH5α感受態(tài)細(xì)胞中,將轉(zhuǎn)化后的細(xì)胞涂布在含有氨芐青霉素的LB固體培養(yǎng)基平板上,37℃培養(yǎng)過夜。挑取單菌落進(jìn)行PCR鑒定和測(cè)序分析,篩選出含有正確插入片段的重組質(zhì)粒,命名為pGL3-Steap3-3'UTR。同時(shí),為了驗(yàn)證結(jié)合位點(diǎn)的特異性,設(shè)計(jì)并合成針對(duì)Steap3基因3'-UTR中miR-136結(jié)合位點(diǎn)的突變引物,通過定點(diǎn)突變技術(shù)構(gòu)建突變型重組質(zhì)粒pGL3-Steap3-mut-3'UTR,突變后的結(jié)合位點(diǎn)不能與miR-136互補(bǔ)配對(duì)。將構(gòu)建好的重組質(zhì)粒和內(nèi)參質(zhì)粒(如pRL-TK質(zhì)粒,表達(dá)海腎熒光素酶)共轉(zhuǎn)染至人臍靜脈平滑肌細(xì)胞(HUVSMCs)中。轉(zhuǎn)染前一天,將HUVSMCs以每孔1×10?個(gè)細(xì)胞的密度接種到24孔板中,每孔加入500μL含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基,置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),使細(xì)胞在轉(zhuǎn)染時(shí)達(dá)到70%-80%的融合度。轉(zhuǎn)染當(dāng)天,按照脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑說明書進(jìn)行操作。分別取適量的pGL3-Steap3-3'UTR、pGL3-Steap3-mut-3'UTR和pRL-TK質(zhì)粒,用無血清的Opti-MEM培養(yǎng)基稀釋至終濃度分別為100ng/μL、100ng/μL和50ng/μL,輕輕混勻,室溫孵育5分鐘。同時(shí),取適量的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑,也用無血清的Opti-MEM培養(yǎng)基稀釋,室溫孵育5分鐘。然后將稀釋后的質(zhì)粒分別與稀釋后的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑混合,輕輕吹打均勻,室溫孵育20分鐘,形成轉(zhuǎn)染復(fù)合物。將24孔板中的培養(yǎng)基吸出,用無血清的DMEM培養(yǎng)基清洗細(xì)胞2次,然后每孔加入400μL無血清的DMEM培養(yǎng)基。將轉(zhuǎn)染復(fù)合物逐滴加入到24孔板中,輕輕搖晃孔板,使轉(zhuǎn)染復(fù)合物均勻分布。將24孔板置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中孵育4-6小時(shí)后,吸出含轉(zhuǎn)染復(fù)合物的培養(yǎng)基,每孔加入500μL含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)。轉(zhuǎn)染后48小時(shí),進(jìn)行雙熒光素酶活性檢測(cè)。雙熒光素酶活性檢測(cè)采用雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)試劑盒進(jìn)行。從培養(yǎng)箱中取出24孔板,吸去培養(yǎng)基,用PBS清洗細(xì)胞2次。每孔加入100μL的1×PLB(PassiveLysisBuffer),室溫孵育15分鐘,期間輕輕搖晃孔板,使細(xì)胞充分裂解。將裂解產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至EP管中,12000rpm離心5分鐘,取上清液用于檢測(cè)。按照試劑盒說明書,先將螢火蟲熒光素酶檢測(cè)試劑(FireflyLuciferaseAssayReagent)加入到酶標(biāo)板的檢測(cè)孔中,每孔20μL,然后加入20μL細(xì)胞裂解上清液,立即用酶標(biāo)儀檢測(cè)螢火蟲熒光素酶的活性,記錄熒光值(RLU?)。接著,向同一檢測(cè)孔中加入20μL海腎熒光素酶檢測(cè)試劑(RenillaLuciferaseAssayReagent),再次用酶標(biāo)儀檢測(cè)海腎熒光素酶的活性,記錄熒光值(RLU?)。計(jì)算螢火蟲熒光素酶活性與海腎熒光素酶活性的比值(RLU?/RLU?),以消除細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞裂解程度等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)置了多個(gè)對(duì)照組,包括轉(zhuǎn)染pGL3-Basic和pRL-TK質(zhì)粒的空白對(duì)照組、轉(zhuǎn)染pGL3-Steap3-3'UTR和pRL-TK質(zhì)粒但不轉(zhuǎn)染miR-136模擬物的陰性對(duì)照組、轉(zhuǎn)染pGL3-Steap3-mut-3'UTR和pRL-TK質(zhì)粒以及miR-136模擬物的突變對(duì)照組。在空白對(duì)照組中,螢火蟲熒光素酶活性與海腎熒光素酶活性的比值作為基礎(chǔ)值,用于后續(xù)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理。陰性對(duì)照組用于檢測(cè)重組質(zhì)粒本身對(duì)熒光素酶活性的影響。突變對(duì)照組中,由于Steap3基因3'-UTR中miR-136結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生突變,若miR-136與Steap3的靶向關(guān)系是特異性的,那么miR-136模擬物對(duì)該組的熒光素酶活性應(yīng)無明顯影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組相比,轉(zhuǎn)染pGL3-Steap3-3'UTR和pRL-TK質(zhì)粒以及miR-136模擬物的實(shí)驗(yàn)組中,螢火蟲熒光素酶活性與海腎熒光素酶活性的比值顯著降低(P<0.05),表明miR-136能夠與Steap3基因的3'-UTR區(qū)域特異性結(jié)合,抑制熒光素酶的表達(dá),從而驗(yàn)證了Steap3是miR-136的靶基因。而在突變對(duì)照組中,轉(zhuǎn)染pGL3-Steap3-mut-3'UTR和pRL-TK質(zhì)粒以及miR-136模擬物后,螢火蟲熒光素酶活性與海腎熒光素酶活性的比值與陰性對(duì)照組相比無顯著差異(P>0.05),進(jìn)一步證明了miR-136與Steap3基因3'-UTR結(jié)合的特異性,即只有野生型的結(jié)合位點(diǎn)才能與miR-136相互作用,突變后的結(jié)合位點(diǎn)則失去了這種能力。通過雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn),明確了miR-136與Steap3之間的靶向關(guān)系,為后續(xù)深入研究miR-136通過Steap3調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的信號(hào)通路奠定了基礎(chǔ)。4.2相關(guān)信號(hào)通路研究4.2.1通路初步篩選與確定在明確Steap3為miR-136的靶基因后,為深入探究miR-136通過Steap3調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的具體機(jī)制,對(duì)相關(guān)信號(hào)通路展開了初步篩選與確定。通過廣泛的文獻(xiàn)調(diào)研,發(fā)現(xiàn)Steap3在細(xì)胞生理病理過程中與多條信號(hào)通路存在關(guān)聯(lián)。在腫瘤細(xì)胞中,Steap3參與了Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)通路的調(diào)控,該通路在細(xì)胞增殖、分化、遷移和存活等過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Ras蛋白被激活后,會(huì)依次激活Raf激酶、MEK激酶和ERK激酶,磷酸化的ERK進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移。考慮到靜脈平滑肌細(xì)胞在增殖和遷移行為上與腫瘤細(xì)胞有一定相似性,推測(cè)Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)通路可能參與了miR-136/Steap3對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞的調(diào)控過程。PI3K/Akt信號(hào)通路也引起了關(guān)注。該通路在細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、存活和代謝等方面具有重要作用。在血管平滑肌細(xì)胞中,PI3K/Akt信號(hào)通路的激活可促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移。當(dāng)細(xì)胞受到生長(zhǎng)因子等刺激時(shí),PI3K被激活,催化磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)轉(zhuǎn)化為磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(PIP3),PIP3招募Akt到細(xì)胞膜上并使其磷酸化激活,激活的Akt通過磷酸化下游底物,調(diào)節(jié)細(xì)胞的生物學(xué)行為。由于Steap3與細(xì)胞的增殖和遷移密切相關(guān),且PI3K/Akt信號(hào)通路在血管平滑肌細(xì)胞中具有重要功能,因此推測(cè)PI3K/Akt信號(hào)通路也可能參與其中。結(jié)合前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果中miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移的顯著抑制作用,以及對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)中各信號(hào)通路在細(xì)胞增殖和遷移調(diào)控中的作用分析,初步確定Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)通路和PI3K/Akt信號(hào)通路為重點(diǎn)研究對(duì)象,后續(xù)將通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證這兩條信號(hào)通路在miR-136調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移過程中的具體作用。4.2.2通路關(guān)鍵蛋白表達(dá)檢測(cè)為了深入探究miR-136對(duì)初步篩選出的Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路的影響,采用Westernblot方法對(duì)這兩條信號(hào)通路的關(guān)鍵蛋白表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)驗(yàn)過程中,將培養(yǎng)的人臍靜脈平滑肌細(xì)胞(HUVSMCs)分為對(duì)照組、miR-136模擬物組和miR-136抑制劑組。對(duì)照組細(xì)胞正常培養(yǎng),不進(jìn)行任何轉(zhuǎn)染處理;miR-136模擬物組細(xì)胞轉(zhuǎn)染miR-136模擬物,以過表達(dá)miR-136;miR-136抑制劑組細(xì)胞轉(zhuǎn)染miR-136抑制劑,抑制miR-136的表達(dá)。轉(zhuǎn)染48小時(shí)后,收集各組細(xì)胞,提取總蛋白。在提取總蛋白時(shí),首先將細(xì)胞用預(yù)冷的PBS沖洗2-3次,以去除培養(yǎng)基和雜質(zhì)。然后向細(xì)胞中加入適量的RIPA裂解液(含蛋白酶抑制劑和磷酸酶抑制劑),冰上孵育30分鐘,期間輕輕搖晃培養(yǎng)板,使裂解液與細(xì)胞充分接觸。孵育結(jié)束后,將細(xì)胞裂解物轉(zhuǎn)移至離心管中,12000rpm、4℃離心15分鐘,取上清液即為總蛋白提取物。采用BCA蛋白定量試劑盒對(duì)提取的總蛋白進(jìn)行定量,以確保各組蛋白上樣量一致。將定量后的蛋白樣品與5×SDS上樣緩沖液按4:1的比例混合,100℃煮沸5分鐘,使蛋白充分變性。進(jìn)行SDS電泳時(shí),根據(jù)目的蛋白的分子量大小選擇合適濃度的分離膠和濃縮膠。將變性后的蛋白樣品加入到上樣孔中,同時(shí)加入蛋白分子量標(biāo)準(zhǔn)品作為參照。電泳時(shí),先在濃縮膠中以80V的電壓電泳30分鐘,使蛋白樣品在濃縮膠中濃縮成一條窄帶,然后在分離膠中以120V的電壓電泳1-2小時(shí),使不同分子量的蛋白充分分離。電泳結(jié)束后,將凝膠取出,進(jìn)行轉(zhuǎn)膜操作。采用濕法轉(zhuǎn)膜的方法,將凝膠上的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。轉(zhuǎn)膜時(shí),按照“負(fù)極(黑色)-海綿墊-濾紙-凝膠-PVDF膜-濾紙-海綿墊-正極(白色)”的順序依次放置,確保各層之間無氣泡。在冰浴條件下,以200mA的電流轉(zhuǎn)膜1-2小時(shí)。轉(zhuǎn)膜完成后,將PVDF膜放入5%脫脂牛奶中,室溫封閉1-2小時(shí),以防止非特異性結(jié)合。封閉結(jié)束后,將PVDF膜放入一抗稀釋液中,4℃孵育過夜。一抗分別為針對(duì)Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白R(shí)as、Raf、MEK、ERK以及磷酸化形式p-Ras、p-Raf、p-MEK、p-ERK的抗體,和針對(duì)PI3K/Akt信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白PI3K、Akt以及磷酸化形式p-PI3K、p-Akt的抗體。這些抗體均經(jīng)過預(yù)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化,確保其特異性和靈敏度。次日,將PVDF膜從一抗稀釋液中取出,用TBST緩沖液洗滌3次,每次10分鐘,以去除未結(jié)合的一抗。然后將PVDF膜放入二抗稀釋液中,室溫孵育1-2小時(shí)。二抗為HRP標(biāo)記的羊抗兔或羊抗鼠IgG抗體,與一抗特異性結(jié)合。孵育結(jié)束后,再次用TBST緩沖液洗滌PVDF膜3次,每次10分鐘。最后,采用化學(xué)發(fā)光法(ECL)進(jìn)行顯色。將PVDF膜放入ECL發(fā)光液中孵育1-2分鐘,然后放入化學(xué)發(fā)光成像儀中曝光,獲取蛋白條帶圖像。通過ImageJ軟件對(duì)蛋白條帶進(jìn)行灰度值分析,以β-actin作為內(nèi)參,計(jì)算各信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白的相對(duì)表達(dá)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,miR-136模擬物組中Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白p-Ras、p-Raf、p-MEK、p-ERK的相對(duì)表達(dá)量顯著降低(P<0.05),表明過表達(dá)miR-136抑制了該信號(hào)通路的激活。而在miR-136抑制劑組中,p-Ras、p-Raf、p-MEK、p-ERK的相對(duì)表達(dá)量顯著升高(P<0.05),說明抑制miR-136的表達(dá)可促進(jìn)該信號(hào)通路的激活。對(duì)于PI3K/Akt信號(hào)通路,miR-136模擬物組中p-PI3K、p-Akt的相對(duì)表達(dá)量明顯低于對(duì)照組(P<0.05),表明過表達(dá)miR-136抑制了PI3K/Akt信號(hào)通路的激活。miR-136抑制劑組中p-PI3K、p-Akt的相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組(P<0.05),說明抑制miR-136的表達(dá)可促進(jìn)PI3K/Akt信號(hào)通路的激活。這些結(jié)果表明,miR-136能夠通過調(diào)節(jié)Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白的磷酸化水平,進(jìn)而影響這兩條信號(hào)通路的激活狀態(tài),為進(jìn)一步研究miR-136調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的信號(hào)通路機(jī)制提供了重要依據(jù)。4.2.3通路阻斷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為了進(jìn)一步驗(yàn)證Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路在miR-136調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移過程中的作用,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了通路阻斷實(shí)驗(yàn)。對(duì)于Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)通路,選用U0126作為MEK抑制劑,其能夠特異性地抑制MEK的活性,從而阻斷Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)通路的傳導(dǎo)。對(duì)于PI3K/Akt信號(hào)通路,采用LY294002作為PI3K抑制劑,它可以選擇性地抑制PI3K的活性,阻斷PI3K/Akt信號(hào)通路。實(shí)驗(yàn)分為多個(gè)組,包括對(duì)照組、miR-136模擬物組、miR-136模擬物+U0126組、miR-136模擬物+LY294002組。對(duì)照組細(xì)胞正常培養(yǎng),不進(jìn)行任何處理。miR-136模擬物組細(xì)胞轉(zhuǎn)染miR-136模擬物,以過表達(dá)miR-136。miR-136模擬物+U0126組細(xì)胞在轉(zhuǎn)染miR-136模擬物24小時(shí)后,加入終濃度為10μM的U0126,繼續(xù)培養(yǎng)24小時(shí)。miR-136模擬物+LY294002組細(xì)胞在轉(zhuǎn)染miR-136模擬物24小時(shí)后,加入終濃度為20μM的LY294002,繼續(xù)培養(yǎng)24小時(shí)。在進(jìn)行細(xì)胞增殖檢測(cè)時(shí),采用CCK-8法。將各組細(xì)胞以每孔5000-10000個(gè)的密度接種到96孔板中,每組設(shè)置6個(gè)復(fù)孔。培養(yǎng)相應(yīng)時(shí)間后,每孔加入10μLCCK-8試劑,37℃孵育1-4小時(shí),然后用酶標(biāo)儀在450nm波長(zhǎng)處測(cè)定各孔的OD值。結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,miR-136模擬物組細(xì)胞的增殖能力顯著降低(P<0.05),這與之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。當(dāng)加入U(xiǎn)0126阻斷Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)通路后,miR-136模擬物+U0126組細(xì)胞的增殖能力進(jìn)一步降低,與miR-136模擬物組相比有顯著差異(P<0.05)。加入LY294002阻斷PI3K/Akt信號(hào)通路后,miR-136模擬物+LY294002組細(xì)胞的增殖能力也進(jìn)一步降低,與miR-136模擬物組相比有顯著差異(P<0.05)。這表明阻斷Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路均能增強(qiáng)miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖的抑制作用。在細(xì)胞遷移檢測(cè)方面,采用Transwell實(shí)驗(yàn)。將各組細(xì)胞用無血清的DMEM培養(yǎng)基重懸,調(diào)整細(xì)胞密度為1×10?個(gè)/mL。在上室中加入200μL細(xì)胞懸液,下室中加入500μL含20%FBS的DMEM培養(yǎng)基作為趨化因子。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔。培養(yǎng)24-48小時(shí)后,取出Transwell小室,用棉簽輕輕擦去上室未遷移的細(xì)胞。將Transwell小室放入4%多聚甲醛固定液中,室溫固定20分鐘。固定結(jié)束后,取出Transwell小室,用PBS清洗3次,每次5分鐘。將Transwell小室放入0.1%結(jié)晶紫染液中,室溫染色15分鐘。染色結(jié)束后,取出Transwell小室,用PBS清洗3次,每次5分鐘,以去除多余的染液。將Transwell小室置于倒置顯微鏡下,隨機(jī)選取5個(gè)視野,計(jì)數(shù)遷移到下室的細(xì)胞數(shù)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與對(duì)照組相比,miR-136模擬物組細(xì)胞的遷移能力顯著降低(P<0.05)。當(dāng)加入U(xiǎn)0126阻斷Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)通路后,miR-136模擬物+U0126組細(xì)胞的遷移能力進(jìn)一步降低,與miR-136模擬物組相比有顯著差異(P<0.05)。加入LY294002阻斷PI3K/Akt信號(hào)通路后,miR-136模擬物+LY294002組細(xì)胞的遷移能力也進(jìn)一步降低,與miR-136模擬物組相比有顯著差異(P<0.05)。這說明阻斷Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路均能增強(qiáng)miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞遷移的抑制作用。綜合以上通路阻斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以得出結(jié)論:Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路在miR-136調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移過程中發(fā)揮著重要作用。miR-136可能通過抑制這兩條信號(hào)通路的激活,進(jìn)而抑制靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移。這些結(jié)果為深入理解miR-136調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的分子機(jī)制提供了有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù),也為進(jìn)一步研究血管疾病的發(fā)病機(jī)制和治療策略提供了重要的理論依據(jù)。4.3機(jī)制總結(jié)與討論綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,miR-136調(diào)控靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的分子機(jī)制如下:miR-136能夠特異性地與靶基因Steap3的3'-UTR區(qū)域互補(bǔ)配對(duì),通過抑制Steap3的表達(dá),阻斷Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路的激活。在Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)通路中,miR-136抑制Steap3后,Ras蛋白的激活受到抑制,無法有效激活下游的Raf激酶、MEK激酶和ERK激酶,使磷酸化的ERK水平降低,進(jìn)而減少了進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達(dá)的ERK,抑制了細(xì)胞的增殖和遷移相關(guān)基因的表達(dá)。在PI3K/Akt信號(hào)通路中,miR-136對(duì)Steap3的抑制導(dǎo)致PI3K的激活受阻,無法催化PIP2轉(zhuǎn)化為PIP3,使得Akt無法被招募到細(xì)胞膜上并磷酸化激活,下游與細(xì)胞增殖和遷移相關(guān)的底物無法被磷酸化,從而抑制了細(xì)胞的增殖和遷移。這兩條信號(hào)通路在細(xì)胞增殖和遷移過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,miR-136通過抑制它們的激活,有效地抑制了靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移。從生物學(xué)意義上看,這一機(jī)制的發(fā)現(xiàn)為理解血管疾病的發(fā)病機(jī)制提供了新的視角。在冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后,移植靜脈面臨血流動(dòng)力學(xué)改變、炎癥刺激等多種病理因素,這些因素可能導(dǎo)致miR-136的表達(dá)異常降低,使得Steap3的表達(dá)失去抑制,進(jìn)而激活Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路,引發(fā)靜脈平滑肌細(xì)胞的異常增殖和遷移,最終導(dǎo)致移植靜脈內(nèi)膜增生、再狹窄。在下肢靜脈曲張中,長(zhǎng)期的靜脈高壓等因素可能破壞了miR-136對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞的正常調(diào)控機(jī)制,使得miR-136表達(dá)減少,Steap3及相關(guān)信號(hào)通路異常激活,促進(jìn)靜脈平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移,導(dǎo)致靜脈壁結(jié)構(gòu)和功能異常,形成靜脈曲張。在深靜脈血栓形成后綜合征中,miR-136表達(dá)的變化可能同樣參與了血栓機(jī)化和再通過程中靜脈平滑肌細(xì)胞的異常行為,影響疾病的發(fā)展。從潛在應(yīng)用價(jià)值方面考慮,本研究結(jié)果為血管疾病的治療提供了潛在的靶點(diǎn)??梢蚤_發(fā)針對(duì)miR-136的治療策略,通過上調(diào)miR-136的表達(dá),抑制Steap3及相關(guān)信號(hào)通路,有望抑制靜脈平滑肌細(xì)胞的異常增殖和遷移,從而預(yù)防和治療冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后移植靜脈再狹窄、下肢靜脈曲張、深靜脈血栓形成后綜合征等血管疾病。可以設(shè)計(jì)合成miR-136模擬物,通過合適的載體將其遞送至病變部位,增加miR-136的表達(dá)水平;或者開發(fā)能夠促進(jìn)內(nèi)源性miR-136表達(dá)的藥物,調(diào)節(jié)機(jī)體自身的miR-136表達(dá)機(jī)制。針對(duì)Steap3及Ras/Raf/MEK/ERK、PI3K/Akt信號(hào)通路中的關(guān)鍵蛋白,也可以研發(fā)相應(yīng)的抑制劑,阻斷異常激活的信號(hào)通路,達(dá)到治療血管疾病的目的。這些潛在的治療策略需要進(jìn)一步的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)來驗(yàn)證其安全性和有效性,但本研究為其提供了重要的理論基礎(chǔ)和研究方向。五、miR-23b對(duì)靜脈平滑肌細(xì)胞增殖、遷移的作用研究5.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法5.1.1細(xì)胞培養(yǎng)與處理本研究依舊選用人臍靜脈平滑肌細(xì)胞(HUVSMCs),其獲取方式和原代培養(yǎng)方法與研究miR-136時(shí)一致,均是從健康產(chǎn)婦分娩后的臍帶獲取,采用改良的組織塊貼壁法培養(yǎng)。待細(xì)胞傳代培養(yǎng)至合適代數(shù)且狀態(tài)良好時(shí),進(jìn)行針對(duì)miR-23b的轉(zhuǎn)染處理。實(shí)驗(yàn)分組為對(duì)照組、miR-23b模擬物組、miR-23b抑制劑組。miR-23b模擬物是人工合成的雙鏈RNA,其序列與內(nèi)源性成熟
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