LncRNA DDX11-AS1靶向miR-627-3p調(diào)控氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和凋亡的機(jī)制研究

彭憲星, 王遠(yuǎn)波, 孫啟朋

(棗莊礦業(yè)集團(tuán)中心醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科一病區(qū), 山東 棗莊, 277000)

動(dòng)脈粥樣硬化(AS)是一種常見(jiàn)的高發(fā)病率、高死亡率的心血管疾病，是冠心病、心肌梗死和周圍血管疾病的主要病因[1]。內(nèi)皮細(xì)胞在維持血管系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡中起著重要作用，其損傷和功能障礙是AS的早期標(biāo)志。在高血壓、高血脂等因素刺激下，內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的黏附分子可促進(jìn)氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)的局部積累，誘導(dǎo)促炎反應(yīng)、氧化應(yīng)激和內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，最終導(dǎo)致AS斑塊形成。因此，闡明ox-LDL介導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制對(duì)開(kāi)發(fā)有效的AS治療方法意義重大。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)是序列高度保守、長(zhǎng)度大于200 nt的RNA轉(zhuǎn)錄本，其通過(guò)染色質(zhì)重塑、剪切調(diào)控、吸附微小RNA(miRNA)等多種機(jī)制參與基因表達(dá)調(diào)控，在癌癥、心血管疾病等病理過(guò)程中具有重要作用[2-3]。研究[4-5]顯示, lncRNA DDX11反義RNA 1(DDX11-AS1)在肝癌、結(jié)腸癌中表達(dá)上調(diào)，其通過(guò)調(diào)控細(xì)胞增殖和凋亡對(duì)癌癥進(jìn)展具有促進(jìn)作用。miR-627-3p已被證實(shí)[6]在骨肉瘤等惡性腫瘤中具有抑癌作用，上調(diào)miR-627-3p表達(dá)可抑制腫瘤形成。靶基因預(yù)測(cè)顯示miR-627-3p是DDX11-AS1的潛在靶點(diǎn)，但DDX11-AS1是否靶向miR-627-3p調(diào)控AS進(jìn)展并不清楚。本研究分析ox-LDL誘導(dǎo)后，人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)中DDX11-AS1、miR-627-3p表達(dá)水平，探討DDX11-AS1參與HUVEC增殖和凋亡的分子機(jī)制，以期為AS防治提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 細(xì)胞和試劑

HUVEC購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院典型培養(yǎng)物保藏中心; 杜爾伯格伊戈?duì)柵囵B(yǎng)基(DMEM)、胎牛血清、青霉素/鏈霉素、ox-LDL購(gòu)自美國(guó)Sigma公司; 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、SYBR Green master mix購(gòu)自大連寶生物科技公司; 兩步法miRNA熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)試劑盒購(gòu)自北京全式金生物技術(shù)有限公司; DDX11-AS1過(guò)表達(dá)質(zhì)粒(pcDNA-DDX11-AS1)及其對(duì)照(pcDNA-con)、miR-627-3p抑制物(anti-miR-627-3p)及其對(duì)照(anti-miR-con)、DDX11-AS1小干擾RNA(si-DDX11-AS1)及其對(duì)照(si-con)、miR-627-3p模擬物(miR-627-3p mimics)及其對(duì)照(miR-con)、熒光素酶報(bào)告載體購(gòu)自上海凱基生物公司; 細(xì)胞計(jì)數(shù)試劑盒(CCK-8)、TRIzol試劑、膜聯(lián)蛋白V-異硫氰酸熒光素/碘化丙啶(Annexin-V-FITC/PI)試劑盒、放射免疫沉淀測(cè)定(RIPA)裂解緩沖液購(gòu)自北京索萊寶生物公司; 兔源細(xì)胞周期素D1(CyclinD1)、核因кB(NF-кB)、p65亞基(p-p65)、裂解的半胱氨酸蛋白酶(Cleaved-caspase-3)單克隆抗體購(gòu)自上海艾博抗生物技術(shù)公司; 兔源磷酸化的NF-кB抑制蛋白α(p-IкBα)抗體、羊抗兔IgG二抗購(gòu)自上海賽信通生物技術(shù)公司。

1.2 動(dòng)脈粥樣硬化細(xì)胞模型構(gòu)建

HUVEC用添加10%的胎牛血清、1%青霉素/鏈霉素的DMEM培養(yǎng)基，置于37 ℃、含5% CO2的細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。用50 μg/mL的ox-LDL刺激HUVEC 48 h, 構(gòu)建動(dòng)脈粥樣硬化細(xì)胞模型。

1.3 實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(RT-qPCR)檢測(cè)LncRNA DDX11-AS1和miR-627-3p的表達(dá)

用TRIzol試劑分離HUVEC中總RNA。用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、SYBR Green master mix進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄和RT-qPCR反應(yīng)。使用兩步法miRNA熒光定量PCR檢測(cè)試劑盒測(cè)定miR-627-3p表達(dá)水平。分別以β-actin、U6為內(nèi)參, 2-ΔΔCt法分析DDX11-AS1、miR-627-3p相對(duì)表達(dá)水平。DDX11-AS1引物序列: 上游5′-CAGCAACCTTTCTGGGAAGC-3′, 下游5′-ACAAG AGCTGAGCTTGTCTTT-3′。miR-627-3p引物序列: 上游5′-CACTCATCTTTTCTTTG-3′, 下游5′-GAGTCTCTTGAGAGT ACAT-3′。U6引物序列: 上游5′-CTCGCTTCGGCAGCA CA-3′, 下游5′-ACGCTTCACGAATTTGC-3′。β-actin引物序列: 上游5′-TCAC CCACACTGT GCCCATCTACGA-3′, 下游5′-CAGCGGAACCGCTC ATTGCCAATGG-3′。

1.4 細(xì)胞轉(zhuǎn)染和實(shí)驗(yàn)分組

將對(duì)數(shù)期HUVEC接種96孔板，用Lipofectamine 2000將pcDNA-con、pcDNA-DDX11-AS1、anti-miR-con、anti-miR-627-3p、pcDNA-DDX11-AS1+miR-con、pcDNA-DDX11-AS1+miR-627-3p mimics分別轉(zhuǎn)染HUVEC細(xì)胞, 48 h后用50 μg/mL的ox-LDL刺激HUVEC 48 h, 依次記為ox-LDL+pcDNA-con組、ox-LDL+ pcDNA-DDX11-AS1組、ox-LDL+anti-miR-con組、ox-LDL+ anti-miR-627-3p組、ox-LDL+pcDNA-DDX11-AS1+ miR-con組、ox-LDL+pcDNA-DDX11-AS1+miR-627-3p組。收集各組細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.5 CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞增殖

將轉(zhuǎn)染或未轉(zhuǎn)染的HUVEC(3×103個(gè)/孔)接種到96孔板，設(shè)置3個(gè)重復(fù)。采用50 μg/mL的ox-LDL孵育48 h, 按10 μL/孔加入CCK-8溶液，繼續(xù)培養(yǎng)3 h。酶標(biāo)儀檢測(cè)450 nm處光密度(OD)值。細(xì)胞存活率=(實(shí)驗(yàn)組OD-對(duì)照組OD)×100%

1.6 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡

ox-LDL刺激48 h后，胰蛋白酶消化，結(jié)合緩沖液重懸各組HUVEC。分別加入5 μL的Annexin V-FITC、PI, 室溫下于黑暗環(huán)境中染色15 min, 流式細(xì)胞儀檢測(cè)凋亡細(xì)胞。以早期(Annexin V-FITC染色, PI染色陰性)和晚期凋亡率(Annexin V-FITC和PI染色均為陽(yáng)性)之和表示細(xì)胞凋亡率。

1.7 蛋白質(zhì)印跡(Western blot)檢測(cè)Cleaved-caspase-3、p-p65、CyclinD1和p-IкBα蛋白表達(dá)水平

使用RIPA裂解緩沖液裂解各組HUVEC。聚丙烯酰胺凝膠分離等量的蛋白質(zhì)，然后進(jìn)行濕法轉(zhuǎn)膜。5%脫脂牛奶緩沖液25 ℃孵育膜1 h以防止非特異性結(jié)合。然后加入一抗溶液4 ℃孵育過(guò)夜，二抗溶液室溫孵育1 h后，使用增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光試劑檢測(cè)膜中的蛋白條帶。Image J軟件分析目的條帶相對(duì)灰度值。

1.8 雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)

LncBase Predicted v.2在線預(yù)測(cè)miR-627-3p與DDX11-AS1之間存在潛在互補(bǔ)序列。將含有miR-627-3p結(jié)合位點(diǎn)的DDX11-AS1序列插入pmirGLO熒光素酶報(bào)告載體構(gòu)建野生型(WT)DDX11-AS1報(bào)告載體(DDX11-AS1-WT), 同時(shí)通過(guò)突變(MUT)miR-627-3p的結(jié)合位點(diǎn)得到相應(yīng)的突變體(DDX11-AS1-MUT)。用DDX11-AS1-WT、DDX11-AS1-MUT分別與miR-con、miR-627-3p共轉(zhuǎn)染HUVEC, 熒光素酶活性分析試劑盒檢測(cè)轉(zhuǎn)染48 h后熒光素酶活性。為證實(shí)DDX11-AS1對(duì)miR-627-3p的調(diào)控作用，將pcDNA-con、pcDNA-DDX11-AS1、si-con、si-DDX11-AS1分別轉(zhuǎn)染HUVEC, RT-qPCR檢測(cè)轉(zhuǎn)染48 h后miR-627-3p表達(dá)水平。

1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié) 果

2.1 ox-LDL處理的HUVEC中LncRNADDX11-AS1、miR-627-3p的表達(dá)情況

ox-LDL處理48 h后, RT-qPCR檢測(cè)HUVEC中LncRNA DDX11-AS1和miR-627-3p表達(dá), ox-LDL組HUVEC細(xì)胞中LncRNA DDX11-AS1表達(dá)水平低于對(duì)照組, miR-627-3p表達(dá)水平高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 ox-LDL處理的HUVEC中LncRNA DDX11-AS1、miR-627-3p的表達(dá)情況

2.2 上調(diào)DDX11-AS1表達(dá)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖和凋亡的影響

CCK-8、流式細(xì)胞術(shù)、RT-qPCR、Western blot檢測(cè)結(jié)果顯示，與對(duì)照組比較, ox-LDL組HUVEC存活率、DDX11-AS1表達(dá)水平、CyclinD1蛋白表達(dá)降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 凋亡率和Cleaved-caspase-3蛋白表達(dá)升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05); 與ox-LDL+pcDNA-con組比較, ox-LDL+pcDNA-DDX11-AS1組HUVEC存活率、DDX11-AS1表達(dá)水平、CyclinD1蛋白表達(dá)升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 凋亡率和Cleaved-caspase-3蛋白表達(dá)降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。表明上調(diào)DDX11-AS1表達(dá)可抑制OX-LDL誘導(dǎo)的HUVEC凋亡，促進(jìn)細(xì)胞增殖。見(jiàn)圖1、表2。

A: 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡圖; B: Western blot檢測(cè)CyclinD1、Cleaved-caspase-3蛋白表達(dá); C: CyclinD1、Cleaved-caspase-3蛋白表達(dá)的柱狀統(tǒng)計(jì)圖。與對(duì)照組比較, ?P<0.05; 與ox-LDL+pcDNA-con組比較, #P<0.05。圖1 上調(diào)DDX11-AS1表達(dá)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖和凋亡的影響

表2 上調(diào)DDX11-AS1表達(dá)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖和凋亡的影響

2.3 下調(diào)miR-627-3p表達(dá)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖和凋亡的影響

CCK-8、流式細(xì)胞術(shù)、RT-qPCR、Western blot檢測(cè)結(jié)果顯示，與ox-LDL+anti-miR-con組比較, ox-LDL+anti-miR-627-3p組HUVEC凋亡率、miR-627-3p表達(dá)水平、Cleaved-caspase-3蛋白表達(dá)降低，存活率和CyclinD1蛋白表達(dá)升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。表明下調(diào)miR-627-3p表達(dá)可抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVEC凋亡，促進(jìn)細(xì)胞增殖。見(jiàn)圖2、表3。

A: 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡圖; B: Western blot檢測(cè)CyclinD1、Cleaved-caspase-3蛋白表達(dá); C: CyclinD1、Cleaved-caspase-3蛋白表達(dá)的柱狀統(tǒng)計(jì)圖。與ox-LDL+anti-miR-con組比較, ?P<0.05。圖2 下調(diào)miR-627-3p表達(dá)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖和凋亡的影響

表3 下調(diào)miR-627-3p表達(dá)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖和凋亡的影響

2.4 LncRNA DDX11-AS1靶向miR-627-3p

LncBase Predicted v.2預(yù)測(cè)到miR-627-3p與LncRNA DDX11-AS1存在特異結(jié)合位點(diǎn)，見(jiàn)圖3。雙熒光素酶活性檢測(cè)顯示，與轉(zhuǎn)染miR-con比較，轉(zhuǎn)染miR-627-3p mimics可降低DDX11-AS1-WT的熒光素酶活性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而對(duì)DDX11-AS1--MUT的熒光素酶活性無(wú)顯著影響，見(jiàn)表4。RT-qPCR檢測(cè)結(jié)果顯示, pcDNA-DDX11-AS1組HUVEC中miR-627-3p表達(dá)水平較pcDNA-con組降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05); si-DDX11-AS1組HUVEC中miR-627-3p表達(dá)水平較si-con組升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表5。表明DDX11-AS1靶向負(fù)性調(diào)控miR-627-3p表達(dá)。

圖3 LncRNA DDX11-AS1靶向miR-627-3p

表4 雙熒光素酶活性檢測(cè)

表5 RT-qPCR檢測(cè)miR-627-3p的表達(dá)

2.5 上調(diào)miR-627-3p表達(dá)可以逆轉(zhuǎn)DDX11-AS1上調(diào)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖和凋亡的影響

CCK-8、流式細(xì)胞術(shù)、RT-qPCR、Western blot檢測(cè)結(jié)果顯示，與ox-LDL+pcDNA-DDX11-AS1+miR-con組比較, ox-LDL+pcDNA-DDX11-AS1+ miR-627-3p組HUVEC凋亡率、miR-627-3p表達(dá)水平、Cleaved-caspase-3蛋白表達(dá)升高，存活率和CyclinD1蛋白表達(dá)降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)圖4、表6。表明上調(diào)miR-627-3p表達(dá)可逆轉(zhuǎn)DDX11-AS1上調(diào)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖和凋亡的影響。

A: 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡圖; B: Western blot檢測(cè)CyclinD1、Cleaved-caspase-3蛋白表達(dá); C: CyclinD1、Cleaved-caspase-3蛋白表達(dá)的柱狀統(tǒng)計(jì)圖。與ox-LDL+pcDNA-DDX11-AS1+miR-con組比較, ?P<0.05。圖4 上調(diào)miR-627-3p表達(dá)可以逆轉(zhuǎn)DDX11-AS1上調(diào)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖和凋亡的影響

表6 上調(diào)miR-627-3p表達(dá)可以逆轉(zhuǎn)DDX11-AS1上調(diào)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖和凋亡的影響

2.6 NF-κB信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)

Western blot檢測(cè)結(jié)果顯示，與對(duì)照組比較, ox-LDL組HUVEC細(xì)胞中p-p65和p-IкBα表達(dá)水平升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05); 與ox-LDL+pcDNA-con組比較, ox-LDL+ pcDNA-DDX11-AS1組HUVEC細(xì)胞中p-p65和p-IкBα表達(dá)水平降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05); 與ox-LDL+pcDNA-DDX11-AS1+miR-con組比較, ox-LDL+ pcDNA-DDX11-AS1+miR-627-3p組HUVEC細(xì)胞中p-p65和p-IкBα表達(dá)水平升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)圖5、表7。表明DDX11-AS1靶向miR-627-3p在AS進(jìn)展中的作用可能與抑制NF-κB途徑有關(guān)。

A: Western blot檢測(cè)p-p65、p-IкBα蛋白的表達(dá); B: p-p65、p-IкBα蛋白表達(dá)的柱狀統(tǒng)計(jì)圖。與對(duì)照組比較, ?P<0.05; 與ox-LDL+pcDNA-con組比較, #P<0.05; 與ox-LDL+pcDNA-DDX11-AS1+miR-con組比較, &P<0.05。圖5 NF-κB信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)

表7 NF-κB信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)

3 討 論

研究[7]表明, lncRNA參與包括心血管疾病在內(nèi)的多種人類疾病的病理生理過(guò)程。本研究旨在闡明AS中DDX11-AS1對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和凋亡的影響及其分子機(jī)制。

DDX11-AS1位于染色體12p11.21位點(diǎn)，與胃癌、膀胱癌進(jìn)展密切相關(guān)[8-10]。研究[8]顯示, DDX11-AS1在胃癌組織和細(xì)胞中表達(dá)升高，下調(diào)DDX11-AS1表達(dá)，顯著降低胃癌細(xì)胞的增殖和克隆形成能力，誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡。DDX11-AS1通過(guò)靶向miR-326調(diào)節(jié)奧沙利鉑耐藥胃癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和凋亡[9]。此外, DDX11-AS1通過(guò)直接與miR-499b-5p促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)，進(jìn)而加劇膀胱癌進(jìn)展[10]。這些研究表明DDX11-AS1在人類疾病中起重要作用。本研究顯示, ox-LDL刺激HUVEC存活率顯著降低，凋亡率顯著升高，這與霍鑫等[11]報(bào)道一致。同時(shí)，本研究顯示ox-LDL刺激降低DDX11-AS1水平，提示DDX11-AS1低表達(dá)可能參與ox-LDL誘導(dǎo)的HUVEC損傷。功能分析顯示，上調(diào)DDX11-AS1可減輕ox-LDL誘導(dǎo)的HUVEC凋亡，下調(diào)促凋亡蛋白Cleaved-caspase-3表達(dá)，上調(diào)CyclinD1蛋白表達(dá)，提高細(xì)胞存活率。以上結(jié)果提示，上調(diào)DDX11-AS1表達(dá)可抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVEC損傷，抑制AS發(fā)生發(fā)展。

研究[12-13]表明, lncRNAs通過(guò)與特異性miRNA結(jié)合調(diào)節(jié)下游靶基因表達(dá)參與膽固醇代謝、血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)等AS進(jìn)展的多個(gè)生物學(xué)過(guò)程。miR-627-3p在肺癌中具有抑癌功能，敲除lncRNA RP11-284F21.9, 通過(guò)上調(diào)miR-627-3p可抑制肺癌腫瘤形成[14]。本研究顯示, ox-LDL刺激后HUVEC中miR-627-3p表達(dá)顯著升高，轉(zhuǎn)染anti-miR-627-3p下調(diào)miR-627-3p表達(dá)，可抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVEC存活率下降和細(xì)胞凋亡，促進(jìn)CyclinD1表達(dá)，抑制Cleaved-caspase-3表達(dá)，與上調(diào)DDX11-AS1表達(dá)的作用一致。采用雙熒光素酶報(bào)告基因和RT-qPCR檢測(cè)進(jìn)一步驗(yàn)證二者關(guān)系發(fā)現(xiàn), DDX11-AS1對(duì)miR-627-3p具有靶向負(fù)調(diào)控作用。此外，上調(diào)miR-627-3p表達(dá)，還可逆轉(zhuǎn)DDX11-AS1上調(diào)對(duì)ox-LDL處理的HUVEC增殖、凋亡的影響，這進(jìn)一步說(shuō)明DDX11-AS1通過(guò)靶向miR-627-3p抑制ox-LDL誘導(dǎo)的HUVEC凋亡，促進(jìn)細(xì)胞增殖，抑制AS進(jìn)展。

NF-κB是炎癥和免疫穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)劑，其激活可誘導(dǎo)促炎因子表達(dá)、內(nèi)皮損傷和脂質(zhì)沉積，從而導(dǎo)致AS的形成和進(jìn)展[15-16]。本研究顯示, ox-LDL刺激可抑制p65和IкBα的磷酸化，上調(diào)DDX11-AS1表達(dá)，則降低ox-LDL對(duì)p65和IкBα磷酸化的影響，而上調(diào)miR-627-3p表達(dá)，可逆轉(zhuǎn)DDX11-AS1上調(diào)的作用。以上研究說(shuō)明, DDX11-AS1靶向miR-627-3p在AS進(jìn)展中的作用可能與抑制NF-κB途徑有關(guān)。

綜上所述, LncRNA DDX11-AS1通過(guò)靶向miR-627-3p能夠抑制ox-LDL誘導(dǎo)HUVEC凋亡，促進(jìn)細(xì)胞增殖，其機(jī)制可能與抑制NF-κB途徑有關(guān)。因此，靶向DDX11-AS1/miR-627-3p有望成為臨床防治AS的重要策略。