miR—199b促進慢性創(chuàng)面血管化的作用及機制研究

邱堯　岳毅剛　邵家松

[摘要]目的：探索miR-199b對HaCaT細胞增殖、遷移及對VEGFA、JAG1、SET信號通路的影響。方法：轉染miR-199b上調(diào)與下調(diào)慢病毒到人永生化表皮細胞（HaCaT）。分為miR-199b上調(diào)（up）、miR-199b下調(diào)（dowm）、空載對照（NC組）三個組，進行CCK8、凋亡、周期試驗，并采用RT-PCR技術檢測VEGFA、JAG1、SET基因的表達，采用WB技術檢測miR-199b對下游蛋白變化（如VEGFA、JAG1等分子）的影響。結果：miR-199b up組OD450/fold值顯著高于NC組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）、miR-199b down組OD450/fold值略低于NC組，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。與NC組相比，G1期miR-199b up組與miR-199b down組的細胞增多（P<0.05）；在S期，miR-199b up組及miR-199b down組的細胞減少（P<0.05）；在G2/M期，miR-199b up組及miR-199b down組的細胞減少，差異均具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。與NC組比較，miR-199b up組凋亡細胞百分比下降（P<0.05）、miR-199b down組凋亡細胞百分比上升（P<0.05）；SET在miR-199b up組的表達明顯低于NC組，在miR-199b down組表達明顯高于NC組。從定量PCR結果可以看出，HaCaT細胞中，miR-199b up組JAG1表達豐度略高于NC組，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），miR-199b down組JAG1表達豐度明顯高于NC組（P<0.05）；miR-199b up組VEGFA表達豐度明顯低于NC組（P<0.05）、miR-199b down組VEGFA表達豐度明顯高于NC組（P<0.05）；miR-199b up組SET表達豐度小于NC組（P>0.05）、miR-199b down組SET表達豐度明顯大于NC組（P<0.05）。結論：miR-199b可抑制VEGF、JAG1、SET蛋白的表達，為其靶基因，可促進細胞的增殖，延長細胞周期，并抑制細胞凋亡。

[關鍵詞]微小RNA；增殖；凋亡；分化；信號通路；慢性創(chuàng)面

[中圖分類號]R329.2 [文獻標志碼]A [文章編號]1008-6455（2019）01-0089-04

Study on the Role and Mechanism of miR-199b in Promoting Vascularization of Chronic Wound

QIU Yao，YUE Yi-gang，SHAO Jia-song，HUO Qun，ZHANG Min

（Department of Plastic Surgery，the Affiliated Hospital of Guilin Medical University，Guilin 541001，Guangxi，China）

Abstract： Objective To explore the effects of miR-199b on proliferation and migration of HaCaT cells， as well as VEGFA， JAG1 and SET signaling pathways. Methods Transfection of miR-199b mimics and inhibitor lentivirus into human immortalized epidermal cells HaCaT was performed. The study was divided into three groups： miR-199b up， miR-199b down and no-load control. CCK8， cycle and scratch test were conducted， and the expression of VEGFA， JAG1 and SET genes were detected by RT-PCR， and the downstream protein changes （such as VEGFA， JAG1 and other molecules） were detected by WB technology. Results The OD450/fold value of miR-199b up group was significantly higher than that of NC group （P<0.05）. The OD450/fold value of miR-199b down group was slightly lower than that of NC group （P>0.05）. In the G1 phase， cells in the miR-199b up and down group were increased compared to the control group （P<0.05）. At the S stage， compared with the control group， the cells in the miR-199b up and down group were reduced （P>0.05）. In the G2/M phase， compared with the control group， the cells in the miR-199b up and down group were reduced （P>0.05）. Compared with the NC group， the percentage of apoptotic cells in the miR-199b up group decreased （P<0.05） and the percentage of apoptotic cells in the miR-199b down group increased （P<0.05）. The expression of SET was significantly lower in the miR-199b up group than in the NC group， and significantly higher in the miR-199b down group than in the NC group. According to the quantitative PCR results， the expression abundance of JAG1 in the miR-199b up group was slightly higher than that in the NC group （P>0.05）. The expression abundance of JAG1 in the miR-199b down group was significantly higher than that in the NC group （P<0.05）. The expression abundance of VEGFA in the miR-199b up group was significantly lower than that in the NC group （P<0.05）. The expression abundance of VEGFA in the miR-199b down group was significantly higher than that in the NC group （P<0.05）. SET expression abundance of miR-199b up group was smaller than that of NC group （P>0.05）. The expression abundance of SET in the miR-199b down group was significantly greater than that in the NC group （P<0.05）. Conclusion miR-199b is the target gene of VEGF， JAG1 and SET proteins by inhibiting their expression.It can promote cell proliferation， prolong cell cycle and inhibit cell apoptosis.

Key words： miRNA； proliferation； apoptosis； differentiation； signaling pathways；chronic wound

近年來，IPS細胞誘導并定向分化為血管內(nèi)皮細胞進而在實驗體內(nèi)形成新生血管的研究越來越受到人們的重視，美國學者Samuel等人使用人體IPS細胞制造出了能在實驗鼠體內(nèi)存活280d的人造血管，并且其表現(xiàn)的生物學功能與正常血管一致。這個發(fā)現(xiàn)為糖尿病及心血管疾病等的治療方法帶來了全新的思考，但迄今為止，國內(nèi)外關于IPS細胞在治療慢性創(chuàng)面領域的研究報道尚不多見。

基于目前臨床上對于慢性創(chuàng)面治療尚無有效方法的困境，回顧過去胚胎干細胞定向分化血管內(nèi)皮細胞治療慢性創(chuàng)面的良好效果，聯(lián)系當今世界IPS細胞對于再生醫(yī)學及新生血管形成的重大研究成果，筆者推測：由IPS細胞定向誘導分化的血管內(nèi)皮細胞可在慢性創(chuàng)面環(huán)境中形成新生血管并促進慢性創(chuàng)面血管化，進而加速慢性創(chuàng)面的愈合。目前已有研究顯示，miR-199b參與了IPS分化成內(nèi)皮細胞的過程，并與JAG1和VEGF通路存在靶向關系[1]，但該研究并未探討miR-199b對內(nèi)皮細胞的功能影響，如增殖、周期、血管形成等。因此，深入研究miR-199b促進慢性創(chuàng)面血管化的作用及其機制具有重要意義。

因此，進一步探索miR-199b在參與細胞分化形成新生血管促進慢性創(chuàng)面血管化、改善創(chuàng)面血流供應、加速創(chuàng)面愈合的這一過程中可能產(chǎn)生的功能及其作用機制，為推動慢性創(chuàng)面治療的新方法提供一定的理論依據(jù)?，F(xiàn)報道如下。

1 材料和方法

1.1 細胞：293T（慢病毒的包裝細胞）；大腸桿菌菌株DH5 α（用于擴增慢病毒載體和輔助包裝載體質粒）；人永生化表皮細胞（HaCaT細胞）。

1.2 試劑：GeneRuler 1 kb DNA Ladder（Thermo Scientific）；Thermo Scientific（Generay）；Restriction Endonuclease（NEB）；Taq Plus DNA polymerase（Vazyme）；T4 DNA ligase（Thermo Scientific）；Primer（Generay）；TOP10 competent cell（Genechem）；EndoFree Midi Plasmid Kit（Tiangen）；CCK-8（Sigma）；胎牛血清 FBS（Ausbian）；DMEM（Corning）；凋亡試劑盒（eBioscience）；PI（Sigma）；Rnase A（Fermentas）；Trizol（上海普飛）；M-MLV（promega）；dNTPs（promega）；Oligo（dT，上海生工）；Bulge-LoopTM miRNA qPCR Primer Set（廣州銳博）；Rnase Inhibitor（promega）；Primer（R&F，上海吉凱）；SYBR Master Mixture（Takara）；BCA Protein Assay Kit（碧云天）；RIPA 裂解液（強）（碧云天）；RIPA 裂解液（上海鼎國生物技術有限公司）；NP-40裂解液（上海鼎國生物技術有限公司）；Prestained protein marker（Thermo）；ECL-PLUS/Kit（Thermo）。

1.3 儀器：PCR儀（Applied Biosystems公司）；測序儀（美季生物公司）；數(shù)顯式穩(wěn)壓穩(wěn)流電泳儀（天能公司）；凝膠成像儀（天能公司）；細菌搖床（華利達實驗設備公司）；Blue Pard隔水式恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科學儀器有限公司）；移液器（吉爾森公司）；超凈工作臺（蘇州佳寶凈化工秳設備有限公司）；高速離心機（賽默飛世爾科技（中國）有限公司）；生物安全柜（上海振樣創(chuàng)空氣凈化設備公司）；96孔板（Cornning）：血球計數(shù)板（求精）；酶標儀（Tecan infinite）；流式細胞儀（Millipore）；熒光顯微鏡（Olympus）；Nanodrop分光光度計（Thermo）；穩(wěn)壓電泳儀（上海天能）：超細勻漿機（FLUKO公司）；Real time PCR儀器（Roche公司）反轉錄耗材（Axygen）穩(wěn)壓電源（電泳用，上海天能）；SDS-PAGE 蛋白電泳儀（上海天能）；蛋白轉膜儀（上海天能）；冷凍高速離心機（Thermo）；PVDF膜（millipore）。

1.4 實驗方法

1.4.1 目的基因載體構建及細胞轉染：利用限制性內(nèi)切酶消化獲得線性化慢病毒載體。引物退火制備mir-199b及miR-199b反向序列片段。將雙酶切線性化的載體和退火雙鏈DNA連接，將產(chǎn)物直接轉化。經(jīng)測序后，抽提合格的質粒，將其轉染至293T（慢病毒的包裝細胞）中，構建出miR-199b up慢病毒及miR-199b down慢病毒。培養(yǎng)生長狀態(tài)良好的HaCaT細胞，進行正式感染，使用抗生素篩選48h，收集細胞匯合度70%～80%左右生長狀態(tài)良好的細胞，經(jīng)PCR驗證上調(diào)與下調(diào)成功后，進行下游實驗。

1.4.2 CCK-8法檢測miR-199b對HaCaT細胞增殖能力的影響： 將使用慢病毒感染的HaCaT細胞分為miR-199b up組及miR-199b down組，并增設加陰性對照病毒感染的細胞作為空白對照組。將三組細胞分別接種于96孔板中，共接種5塊板（按檢測時間點標記為1d、2d、3d、4d、5d號板），于含胎牛血清FBS的DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng)5d。期間分別于第1、2、3、4、5天對相應時間點的96孔板進行檢測，檢測前，每孔加100?l試劑（其中10?l CCK-8試劑，剩余90?l為含胎牛血清FBS的DMEM培養(yǎng)基）。于4h后將96孔板置于振蕩器上振蕩 2～5min，選用酶標儀450nm檢測OD值。

1.4.3 PI-FACS細胞周期檢測mir-199b對HaCaT細胞周期的影響： 分組方式同1.4.2。將3組細胞感染后第3天傳代，第4天換無血清培養(yǎng)，第5天換正常培養(yǎng)基，5h后檢測miR-199b up、miR-199b down組與對照組處在G1，S以及G2/M期的細胞占細胞總數(shù)的比例。

1.4.4 凋亡試驗檢測mir-199b對HaCaT細胞遷移能力的影響：分組方式同1.4.2。待各實驗組6孔板細胞生長至覆蓋率約為70%時藥物誘導凋亡。若為貼壁細胞，則上清中細胞也需收集。胰酶消化，完全培養(yǎng)基重懸成細胞懸液，與上清細胞收集于同一個5ml離心管中，每組設3個復孔。若為懸浮細胞，直接收集。1 300rmp離心5min，棄上清，4℃預冷的D-Hanks（pH=7.2～7.4）洗滌細胞沉淀。1×binding buffer洗滌細胞沉淀1次，1 300rmp、離心3min，收集細胞。200?l 1×binding buffer重懸細胞沉淀，加入10?l Annexin V-APC染色，室溫避光10～15min。根據(jù)細胞量補加400～800?l 1×binding buffer，上機行流式細胞檢測。

1.4.5 Western blot檢測SET蛋白表達： 按1.4.2分組，從3組細胞中分別進行蛋白提取。進行SDS-PAGE 聚丙烯酰胺凝膠（分離膠濃度：10%）電泳，結束后轉膜、封閉加入一抗（目的一抗SET、內(nèi)參一抗GAPDH）、二抗（rabbit IgG、mouse IgG），孵育后采用ECL法結合X光片蛋白相對表達量經(jīng)內(nèi)參校正后，經(jīng)Image J軟件進行分析。

1.4.6 Real time PCR檢測VEGFA、JAG1基因表達：分別對3組細胞進行RNA提取，檢測RNA濃度、純度，采用PCR儀反轉錄成cDNA，采用Real time PCR儀進行qPCR擴增，檢測并比對CT值。

1.4.7 統(tǒng)計學分析：采用SPSS 16.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，繪圖采用Graphpad Prism 6.0軟件，P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 CCK-8檢測結果表明：miR-199b up組OD450/fold值顯著高于對照（NC）組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；miR-199b down組OD450/fold值低于NC組（P>0.05）。提示miR-199b up組促進細胞增殖。見圖1。

2.5 qPCR檢測結果顯示：從定量PCR結果可以看出，HaCaT細胞中，miR-199b up組JAG1表達豐度低于NC組（P>0.05），miR-199b down組JAG1表達豐度明顯高于NC組（P<0.05）；miR-199b up組VEGFA表達豐度明顯低于NC組（P<0.05）；miR-199b down組VEGFA表達豐度明顯高于NC組（P<0.05）；miR-199b up組SET表達豐度低于NC組（P>0.05），miR-199b down組SET表達豐度明顯高于NC組（P<0.05）。見圖5～7。

3 討論

慢性難愈性創(chuàng)面簡稱慢性創(chuàng)面，是指經(jīng)規(guī)范臨床治療4～8周后仍難愈合或不愈合的創(chuàng)面。在中國，隨著人口老齡化及人們生活水平提高，糖尿病、下肢靜脈潰瘍等發(fā)病率逐年上升，慢性創(chuàng)面發(fā)生率越來越高，已嚴重影響我國的經(jīng)濟與社會發(fā)展。創(chuàng)面愈合是一個涉及血管化、上皮化、細胞外基質形成與沉積的復雜過程，大量研究證實，局部血運不良是造成慢性創(chuàng)面難以愈合的主要原因。迄今為止，在慢性創(chuàng)面的治療上，臨床尚缺乏理想的藥物及方法[2]。因此，深入研究mir-199b促進細胞增殖的作用及機制，可為IPS細胞分化為血管內(nèi)皮細胞以促慢性創(chuàng)面血管化，治療慢性創(chuàng)面的新治療思路提供理論依據(jù)和技術支持，具有臨床意義。

MicroRNAs（miRNAs）是一類小的、內(nèi)源性的非編碼RNA，長度約17～25bp，廣泛存在于動植物體內(nèi)，可以調(diào)控基因的表達，在人類基因組中30%的基因都受到miRNAs的調(diào)控[3]。研究表明[4]，miRNAs在轉錄后將抑制靶基因表達，越來越多的研究證明此特性在許多癌癥的發(fā)病機制中發(fā)揮著重要作用，也為治療多種疾病提供了潛在治療因子[5-8]。通過targetscan數(shù)據(jù)庫預測，MiR-199b可以與VEGFA、SET、JAG1結合，并通過抑制靶基因發(fā)揮功能。本次試驗中，miR-199b轉染人上皮細胞HaCaT細胞，經(jīng)qPCR檢測與對照組相比，miR-199b up組抑制VEGFA，JAG1，SET表達，miR-199b down組促進miR-199b up組抑制VEGFA，JAG1，SET表達，驗證miR-199b可以與VEGFA、SET、JAG1結合，并可能通過抑制這些靶基因發(fā)揮功能。Western blot檢測SET表達結果顯示：在miR-199b轉染人上皮細胞HaCaT細胞中，相比對照組，miR-199b down組促進SET表達，miR-199b up組抑制SET表達，提示，miR-199b可能靶向抑制SET通路發(fā)揮功能。然而本次CCK-8試驗、細胞周期試驗顯示miR-199b對其轉染的HaCaT細胞的增殖有促進作用，細胞凋亡試驗結果提示miR-199b對其轉染的HaCaT細胞的凋亡有抑制作用。本次研究結果顯示：轉染miR-199b的HaCaT細胞中VEGFA、JAG1、及SET的表達明顯降低，細胞增殖加速，細胞凋亡被抑制，考慮此結果可能與細胞周期阻滯水平降低有關。JIAN CAO等[9]在研究miR-146a和miR-21通過調(diào)控Notch信號通路共同調(diào)控血管平滑肌細胞增殖的過程中發(fā)現(xiàn)，轉染miR-146a的VSMCs中Notch2蛋白的表達明顯降低，但細胞增殖加速，miR-146a和miR-21在動脈粥樣硬化斑塊中顯著上調(diào)，并加速血管平滑肌細胞的生長和細胞周期進程。這提示雖然對包括VEGFA、JAG1在內(nèi)的促細胞增殖作用的靶基因有抑制作用，miRNAs仍可能在某些情況下起到促進細胞增殖的作用。據(jù)此筆者推測，在IPS細胞分化為血管內(nèi)皮細胞的過程中，miR-199b可通過VEGFA，JAG1，SET通路發(fā)揮作用，并最終通過促進細胞增殖、抑制細胞凋亡來促進血管內(nèi)皮細胞的生成，從而改善慢性創(chuàng)面的血供，進而起到促進慢性創(chuàng)面愈合的作用。

綜上所述，此次研究顯示，miR-199b可能為VEGFA、JAG1、及SET的靶基因，并可促進細胞的增殖與分化，為慢性創(chuàng)面血管化提供了新的治療思路。

[參考文獻]

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[收稿日期]2018-08-13 [修回日期]2018-09-30

編輯/賈敏

本文引用格式：邱堯，岳毅剛，邵家松，等.miR-199b促進慢性創(chuàng)面血管化的作用及機制研究[J].中國美容醫(yī)學，2019，28（1）：89-92.