实验研究
长链非编码RNA Neat1对紫外线B诱导人晶状体上皮细胞焦亡的抑制作用及其机制
中华实验眼科杂志, 2023,41(6) : 536-544. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20211214-00687
摘要
目的

研究长链非编码RNA核旁斑长点组装转录本1(Neat1)在紫外线B诱导人晶状体上皮细胞(LECs)焦亡中的作用及其机制。

方法

体外培养人晶状体上皮细胞系HLE-B3,将处于对数生长期的HLE-B3细胞分别采用紫外线B照射0、2、4和8 h;采用Western blot法检测照射不同时长后焦亡相关蛋白胱天蛋白酶1(caspase-1)的表达,采用实时荧光定量PCR法检测照射不同时长后细胞中Neat1 mRNA相对表达量,采用细胞计数试剂盒8(CCK-8)法检测细胞活力并以此筛选紫外线诱导LECs焦亡的最佳照射时长,最终确定为4 h。另将HLE-B3细胞分为阴性siRNA转染组、siRNA Neat1转染组、阴性siRNA转染+照射组和siRNA Neat1转染+照射组,采用相应试剂转染24 h,其中阴性siRNA转染+照射组和siRNA Neat1转染+照射组转染相应试剂后采用紫外线B照射4 h。采用CCK-8法检测各组细胞活力,流式细胞术检测细胞焦亡,Western blot法检测caspase-1、gasdermin D蛋白(GSDMD)、NOD样受体蛋白3(NLRP3)表达,ELISA法检测白细胞介素(IL)-1β质量浓度,透射电子显微镜下观察各组HLE-B3细胞超微结构变化。

结果

随照射时间的延长,caspase-1蛋白表达条带灰度呈递增趋势。照射0、2、4、8 h caspase-1蛋白相对表达量分别为0.05±0.01、0.25±0.07、0.51±0.04和0.74±0.02,总体比较差异有统计学意义(F=168.223,P<0.001),其中照射不同时长两两比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。Neat1 mRNA相对表达量随照射时间延长呈递增趋势,细胞活力值呈递减趋势,照射不同时长两两比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。与阴性siRNA转染组比较,siRNA Neat1转染组细胞活力值升高,阴性siRNA转染+照射组细胞活力值降低,差异均有统计学意义(均P<0.01);与阴性siRNA转染+照射组比较,siRNA Neat1转染+照射组细胞活力值升高,差异有统计学意义(P<0.05)。阴性siRNA转染组和siRNA Neat1转染+照射组细胞焦亡率明显低于阴性siRNA转染+照射组,差异均有统计学意义(均P<0.01)。阴性siRNA转染+照射组caspase-1、NLRP3、GSDMD蛋白相对表达量均较阴性siRNA转染组和siRNA Neat1转染+照射组高,差异均有统计学意义(均P<0.01)。阴性siRNA转染+照射组IL-1β质量浓度明显高于阴性siRNA转染组和siRNA Neat1转染+照射组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。透射电子显微镜下观察可见,阴性siRNA转染+照射组和siRNA Neat1转染+照射组细胞肿胀,细胞膜孔隙形成,线粒体肿胀,呈空泡状,线粒体嵴模糊,其中与阴性siRNA转染+照射组相比,siRNA Neat1转染+照射组细胞肿胀程度减轻,细胞膜孔隙减少,线粒体肿胀程度亦减轻。

结论

Neat1通过caspase-1介导的焦亡经典途径参与紫外线B诱导的人LECs焦亡过程,沉默Neat1可以抑制人LECs焦亡。

引用本文: 王敏, 王妍茜, 陈颖, 等.  长链非编码RNA Neat1对紫外线B诱导人晶状体上皮细胞焦亡的抑制作用及其机制 [J] . 中华实验眼科杂志, 2023, 41(6) : 536-544. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20211214-00687.
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年龄相关性白内障是造成视力损害和盲的主要原因之一,既往已有研究证实,晶状体上皮细胞(lens epithelial cells,LECs)凋亡参与了白内障的形成。日光紫外线辐射作为不可避免的环境和物理因素,是导致白内障发生的重要原因之一,其中紫外线B对白内障的影响最为重要。近年来研究发现,紫外线B照射还可使LECs发生焦亡,从而导致白内障形成。焦亡在1922年首次被发现并正式命名。目前在心肌梗死、肾炎、创伤性脑损伤、急性肝损伤、糖尿病肾病、阿尔茨海默病等疾病中均发现有焦亡参与。近年来亦有研究表明,年龄相关性黄斑变性、白内障、干眼、蚕食性角膜溃疡和青光眼的形成中也有焦亡的参与。细胞焦亡有经典和非经典2种途径:(1)经典途径 核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nod-like receptor protein 3,NLRP3)参与且依赖胱天蛋白酶1(cysteine aspartic acid specific protease-1,caspase-1)的焦亡经典途径目前研究较多也较成熟;(2)长链非编码RNA(long noncoding RNA,LncRNA)核旁斑长点组装转录本1(nuclear enrichment abundant transcript 1,Neat1)途径 LncRNA是一类长度大于200个核苷酸且不具有编码蛋白质能力的RNA,调控许多生物学过程。近来有研究显示,Neat1参与H2O2诱导的LECs凋亡和LECs的上皮-间质转化,还可调控caspase-1介导的细胞焦亡,但其是否参与了LECs细胞焦亡目前尚不清楚,我们推测LECs发生焦亡可能与Neat1的表达相关。本研究拟探讨Neat1对紫外线照射诱导LECs焦亡的作用及机制,以期为延缓年龄相关性白内障的发生和发展提供新的研究方向。

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