SNHG6靶向miR-101/TGFBR1促進AMI小鼠左心室心肌纖維化

張夢偉, 趙忠帥, 楊林, 王明, 楊雪飛, 王倩

1.山東大學齊魯醫院德州醫院心臟康復醫學科,山東德州 253000;2.德州市立醫院老年醫學科,山東德州 253000

急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)由心肌組織持續嚴重缺血引起的急性壞死,是全球主要的致命性疾病之一[1-2]。盡管過去十年來治療策略有所改進,但AMI仍具有高致死率及多種并發癥[3]。因此,尋找診斷、治療急性心肌梗死的新方法迫在眉睫。

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一類不具備編碼蛋白功能的RNA,其長度超過200個核苷酸[4]。越來越多的證據表明,心肌缺血再灌注損傷中,lncRNA起著重要作用[5-6]。其中SNHG6作為一種新型lncRNA[7-8],在急性心肌梗死中的作用尚未被闡明,本研究旨在通過構建AMI小鼠模型,深入探究lncRNA SNHG6在急性心肌梗死中的作用機制。

1 材料和方法

1.1 主要試劑與儀器

雄性C57/BL6小鼠購自賽業生物公司;CD31抗體、Col1α1抗體、Nppa抗體、辣根過氧化物酶標記的兔二抗、TGFBR1抗體、GAPDH抗體均購于美國Abcam公司;所有引物合成購于擎科生物公司;ECL化學發光底物購于Bio-Rad公司;H9C2細胞購于普拉特澤生物公司;DAB顯色液購于邁新生物公司;蘇木精染色液、麗春紅酸性復紅液、天狼星紅染色液、RIPA裂解液和PBS緩沖液均購于賽維爾生物公司。

1.2 AMI小鼠模型的構建及分組

雄性C57/BL6小鼠36只,4～8周,體質量(18.42±2.53)g,隨機選取30只造模成功的AMI小鼠,均分為AMI組、AMI+SNHG6組、AMI+miR-101-3p組、AMI+SNHG6+miR-101-3p組、AMI+miR-101-3p+TGFBR1組,另選6只小鼠為假手術組。30只造模小鼠用2%水合氯醛(100 mg/kg)腹腔注射麻醉,胸骨左緣第2～4肋開胸,識別前降支走行范圍,7/0滑線結扎左前降支,結扎區域顏色變為蒼白,并且心電圖提示心肌梗死表現時則認定AMI小鼠造模成功。假手術組開胸但不結扎左冠狀動脈,其他步驟同造模小鼠。AMI造模結束后,AMI+SNHG6組、AMI+miR-101-3p組、AMI+SNHG6+miR-101-3p組、AMI+miR-101-3p+TGFBR1組小鼠尾靜脈分別注射SNHG6、miR-101-3p、SNHG6+miR-101-3p、miR-101-3p+TGFBR1質粒,每周2次,連續4周,假手術組、AMI組尾靜脈注射等量生理鹽水。

1.3 AMI小鼠模型心臟功能檢測

末次處理24 h后,取各組6只小鼠麻醉,采用心臟彩超檢查各組小鼠左室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)。

1.4 RNA提取及實時定量聚合酶鏈式反應

TRIzol提取小鼠組織總RNA,紫外分光光度法測定RNA含量,瓊脂糖凝膠電泳檢測其完整性。利用反轉錄酶合成cDNA,并以cDNA為模板按照說明書進行qRT-PCR擴增。SNHG6引物序列F為5′-TTGAGGTGAAGGTGTATG-3′,R為5′-GGTAACGAAGCAGAAGTA-3′;TGFBR1引物序列F為5′-ACGGCGTTACAGTGTTTCTG-3′,R為5′-GCACATACAAACGGCCTATCTC-3′;GAPDH引物序列F為5′-GATATTGTTGCCATCAATGAC-3′,R為5′-TTGATTTTGGAGGGATCTCG-3′;miR-101-3p引物序列F為5′-ACGGGCGAGCTACAGTACTGTG-3′,R為5′-CCAGTGCAGGGTCCGAGGTA-3′;U6引物序列F為5′-CGCTTCGGCAGCACATATAC-3′,R為5′-TTCACGAATTTGCGTGTCAT-3′。PCR反應條件95 ℃ 2 min,95 ℃ 15 s,60 ℃ 20 s,72 ℃ 20 s,共40個循環。分別以GAPDH、U6為SNHG6、miR-101-3p的內參計算相對表達量。

1.5 馬松染色

心功能檢測后將小鼠麻醉處死,迅速取出心臟,切取小鼠心肌組織,石蠟切片脫蠟至水,用蘇木精染液染核10 min,充分水洗后用鹽酸酒精分化,再蒸餾水洗。用麗春紅酸性復紅液10 min。1%磷鉬酸水溶液分化5 min,甩掉磷鉬酸后直接用苯胺藍染5 min,再依次用95%乙醇、無水乙醇、二甲苯透明、中性樹膠封固。

1.6 天狼星紅染色

小鼠心肌組織石蠟切片脫蠟水化,天狼星紅染色液染色10 min,稍微沖洗后用蘇木精染色液染色8 min,流水沖洗10 min。常規梯度乙醇進行脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片。

1.7 免疫組化染色

石蠟切片脫蠟入水,微波加熱法修復抗原,94 ℃,10～15 min,加入5%正常羊血清封閉,室溫孵育15 min;隨后添加一抗CD31抗體(1∶100)、Col1α1抗體(1∶100)、Nppa抗體(1∶100),4 ℃孵化過夜。加入辣根過氧化物酶標記的兔二抗(1∶200),37 ℃孵育30 min。滴加辣根酶標記鏈霉卵白素工作液,37 ℃孵育30 min。DAB顯色后,蘇木精復染2 min,脫水,封片,正置顯微鏡觀察切片。

1.8 細胞培養和分組

37 ℃、5%CO2條件下用10%胎牛血清、100 U/mL青霉素和100 mg/L鏈霉素的DMEM培養基培養H9C2細胞株。轉染前24 h將生長狀態良好的細胞按5×105個/孔接種于6孔板,隨機分為陰性對照組(NC組)、SNHG6組、miR-101-3p組,通過LipofectamineTM2000介導分別轉染質粒SNHG6、miR-101-3p至SNHG6組、miR-101-3p組,陰性對照組轉染空質粒。

1.9 Western blotting

采用RIPA裂解液提取細胞蛋白,遵照BCA法測定蛋白水平,加入緩沖液后變性蛋白。每泳道加入50 μg蛋白,用12% SDS-PAGE電泳分離蛋白,然后將蛋白轉到PVDF膜上,5%脫脂奶粉37 ℃封閉1 h,分別加入TGFBR1(1∶500)及兔抗GAPDH抗體(1∶1 000)的抗體稀釋液中4 ℃過夜,TBST洗3次,每次10 min,再放入辣根酶標記山羊抗兔的二抗中室溫孵育1 h,TBST洗3次,ECL液暗室發光顯影,采集圖像并分析。

1.10 雙熒光素酶報告基因實驗

構建SNHG6/TGFBR1的野生型(wild type,wt)和突變型(mutant,mut)質粒。分別提取SNHG6/TGFBR1-wt和SNHG6/TGFBR1-mut質粒,與miR-101-3p mimic共同轉染H9C2細胞。轉染48 h后,倒掉細胞培養液,PBS清洗,加入20 μL細胞裂解液裂解細胞,然后上機檢測熒光素酶活性。

1.11 統計學方法

采用SPSS 22.0統計軟件進行分析。兩組數據間比較采用t檢驗,多組間比較采用one-way ANOVA。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 各組小鼠血清SNHG6和miR-101-3p表達水平的比較

AMI小鼠較假手術小鼠血清SNHG6表達水平顯著升高[(1.67±0.12)比(1.00±0.09),P<0.05],而miR-101-3p表達水平降低[(0.47±0.04)比(1.00±0.11),P<0.05]。

2.2 各組小鼠LVEF比較

與AMI組小鼠比較,AMI+SNHG6組小鼠LVEF降低(P<0.05),AMI+miR-101-3p組小鼠LVEF升高(P<0.05);與AMI+SNHG6組比較,AMI+SNHG6+miR-101-3p組LVEF升高(P<0.05);與AMI+miR-101-3p組比較,AMI+miR-101-3p+TGFBR1組LVEF降低(P<0.05;圖1)。

圖1 各組小鼠LVEF比較a為P<0.05,與假手術組比較;b為P<0.05,與AMI組比較;c為P<0.05,與AMI+SNHG6組比較;d為P<0.05,與AMI+miR-101-3p組比較。

2.3 各組小鼠心肌纖維化程度比較

與假手術組比較,AMI組小鼠心肌纖維化加重,CD31抗體、Col1α1抗體及Nppa抗體陽性信號增加;與AMI組比較,AMI+SNHG6組纖維化程度加重及以上抗體陽性信號增加,AMI+miR-101-3p組纖維化程度減輕及以上抗體陽性信號減少;與AMI+SNHG6組比較,AMI+SNHG6+miR-101-3p組心肌纖維化程度減輕及以上抗體陽性信號減少;與AMI+miR-101-3p組比較,AMI+miR-101-3p+TGFBR1組小鼠心肌纖維化程度加重及以上抗體陽性信號增加(圖2)。

2.4 SNHG6抑制miR-101-3p上調TGFBR1表達

Western blotting結果顯示,與NC組比較,SNHG6組TGFBR1蛋白表達明顯升高,miR-101-3p組TGFBR1蛋白表達降低(P<0.05;圖3)。

圖3 SNHG6抑制miR-101-3p上調TGFBR1表達a為P<0.05,與NC組比較。

2.5 預測并驗證SNHG6/miR-101-3p/TGFBR1調控關系

TargetScan預測結果顯示,SNHG6的3′-UTR存在miR-101-3p的結合位點,而miR-101-3p與TGFBR1也具有潛在的靶向結合關系(圖4A)。雙熒光素酶報告基因實驗顯示,miR-101-3p組SNHG6-wt、TGFBR1-wt質粒熒光素酶活性較NC組明顯降低(P<0.05),但對SNHG6-mut、TGFBR1-mut熒光素酶活性均無明顯影響(P>0.05;圖4B)。

圖4 SNHG6靶向調控miR-101-3p/TGFBR1軸A為生物信息軟件預測SNHG6/miR-101-3p/TGFBR1結合點位;B為雙熒光素酶報告實驗。a為P<0.05,與NC組比較。

3 討 論

隨著醫學的發展,急性心肌梗死診斷和治療均有了明顯提升[9],但其仍是中國病例死亡、殘疾的主要原因之一[10]。研究發現,急性心肌梗死發病機制主要為心室重構,因此如何減緩急性心肌梗死后心室重構成為了近十年研究的熱點[11]。

近年來,lncRNA在心血管領域中的作用引起了廣泛的關注,SNHG6在慢性心血管疾病中發揮重要作用,SNHG6在動脈粥樣硬化中通過miR-135 a-5p/Rock調節氧化型低密度脂蛋白誘導內皮細胞損傷[12];但SNHG6在AMI中的確切機制尚不清楚。本研究首先構建了AMI小鼠模型,發現AMI小鼠較假手術小鼠血清中SNHG6表達顯著增加,提示SNHG6可能參與AMI的發生發展。

lncRNA影響內源性微RNA(microRNA,miRNA)的表觀遺傳修飾,進而影響miRNA的靶基因發揮相關生物學功能[13-15]。因此為了探究lncRNA SNHG6在AMI中的作用機制,本文預測并驗證miR-101-3p是SNHG6的靶向miRNA,TGFBR1是miR-101-3p的靶基因;提示SNHG6可作為競爭性內源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA),與miR-101-3p結合,減弱miR-101-3p對TGFBR1的調控作用。

本文結果顯示,與AMI組小鼠比較,AMI+SNHG6組小鼠LVEF下降,而加入miR-101-3p后,回補了SNHG6對LVEF的表達水平;同時AMI+SNHG6組AMI小鼠中Nppa抗體的表達水平明顯升高,提示SNHG6可促進AMI小鼠LVEF進一步降低,從而促進心肌梗死的發展,而過表達miR-101-3p可使AMI小鼠心肌梗死好轉、心功能提升。隨后采用馬松和天狼星紅染色及免疫組化實驗,也驗證了這一結果。本研究結果顯示,miR-101-3p顯著抑制AMI組小鼠心肌纖維化,而TGFBR1逆轉了miR-101-3p的抑制效果,提示在AMI小鼠模型中,SNHG6可競爭性吸附miR-101-3p上調TGFBR1表達,從而促進小鼠心肌纖維化程度加重。

綜上,本研究闡述了SNHG6作為ceRNA,競爭性吸附miR-101-3p上調TGFBR1導致AMI小鼠左心室心肌纖維化增加,心肌梗死程度加重,SNHG6未來可能會成為AMI診斷及治療的新靶點。