miR-143-3p靶向调控TLR2/ NF-κB/NLRP3通路对溃疡性结肠炎细胞焦亡的影响

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2024.15.003

摘要/Abstract

摘要：

目的研究miR-143-3p对LPS+ATP诱导HCT-116细胞焦亡的影响。方法双荧光素酶检测miR-143-3p与TLR2基因靶向关系。转染miR-143-3p mimic后建立焦亡模型，流式细胞术检测细胞凋亡，生化法检测Caspase-1活性及LDH含量；ELISA法检测IL-1β、IL-18含量。q-PCR检测NF-κB、TLR2、NLRP3、GSDMD mRNA水平；免疫荧光检测NLRP3、ASC蛋白表达；Western blot检测TLR2、GSDMD、p-NF-κB p65、cleave Caspase-1蛋白表达。结果双荧光素酶检测发现miR-143-3p靶向调控TLR2表达。miR-143-3p mimic组和si TLR2组较模型组细胞中NF-κB、TLR2、NLRP3、GSDMD mRNA表达及TLR2、GSDMD、p-NF-κB p65、cleave Caspase-1、ASC、NLRP3蛋白表达降低；Caspase-1活性及LDH、IL-1β、IL-18含量降低。结论 miR-143-3p靶向TLR2基因调控NF-κB/NLRP3/Caspase-1信号通路调控溃疡性结肠炎细胞焦亡。

关键词: 溃疡性结肠炎, 细胞焦亡, miR-143-3p, TLR2, TLR2/ NF-κB/NLRP3

Abstract:

Objective To study the effect of miR-143-3p on pyroptosis of HCT-116 cells induced by LPS + ATP. Methods The targeting relationship between miR-143-3 p and TLR2 gene was detected by dual luciferase. The pyroptosis model was established after transfection of miR-143-3p mimic. Cell apoptosis was detected by flow cytometry， and the activity of Caspase-1 and LDH was detected by biochemical method. The levels of IL-1β and IL-18 were detected by ELISA. The mRNA levels of NF-κB， TLR2， NLRP3 and GSDMD were detected by q-PCR. The expression of NLRP3 and ASC was detected by immunofluorescence. The protein expressions of TLR2， GSDMD， p-NF-κB p65 and cleave Caspase-1 were detected by Western blot. Results Dual luciferase assay showed that miR-143-3p targeted TLR2 expression. The expressions of NF-κB， TLR2， NLRP3， GSDMD mRNA and TLR2， GSDMD， p-NF-κB p65， cleave Caspase-1， ASC， NLRP3 protein in miR-143-3p mimic group and si TLR2 group were lower than those in model group. The activity of Caspase-1 and the content of LDH， IL-1β and IL-18 decreased. Conclusion miR-143-3p regulates pyroptosis of ulcerative colitis cells by targeting TLR2 gene and regulating NF-κB/NLRP3/Caspase-1 signaling pathway.

Key words: ulcerative colitis, cell pyroptosis, miR-143-3p, TLR2, TLR2/ NF-κB/NLRP3

中图分类号:

R259

史秀丽,陈嘉琪,朱璠,曾娟,吴娜. miR-143-3p靶向调控TLR2/ NF-κB/NLRP3通路对溃疡性结肠炎细胞焦亡的影响[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(15): 2056-2062.

Xiuli SHI,Jiaqi CHEN,Fan ZHU,Juan ZENG,Na. WU. The effect of miR⁃143⁃3p on pyroptosis of ulcerative colitis cells by regulating TLR2/NF⁃κB/NLRP3[J]. The Journal of Practical Medicine, 2024, 40(15): 2056-2062.

图/表 8

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表2

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参考文献 31

1	FEUERSTEIN J D， MOSS A C， FARRAYE F A. Ulcerative Colitis［J］. Mayo Clin Proc， 2019，94（7）：1357-1373. doi:10.1016/j.mayocp.2019.01.018 doi: 10.1016/j.mayocp.2019.01.018
2	CHEN K， SHANG S， YU S， et al. Identification and exploration of pharmacological pyroptosis-related biomarkers of ulcerative colitis［J］. Front Immunol， 2022，13：998470. doi:10.3389/fimmu.2022.998470 doi: 10.3389/fimmu.2022.998470
3	FAN L， XU C， GE Q， et al. A. Muciniphila Suppresses Colorectal Tumorigenesis by Inducing TLR2/NLRP3-Mediated M1-Like TAMs［J］. Cancer Immunol Res， 2021，9（10）：1111-1124. doi:10.1158/2326-6066.cir-20-1019 doi: 10.1158/2326-6066.cir-20-1019
4	LI L， LIU Q， LE C， et al. Toll-like receptor 2 deficiency alleviates acute pancreatitis by inactivating the NF-κB/NLRP3 pathway［J］. Int Immunopharmacol， 2023，121：110547. doi:10.1016/j.intimp.2023.110547 doi: 10.1016/j.intimp.2023.110547
5	CHEN L， HEIKKINEN L， WANG C， et al. Trends in the development of miRNA bioinformatics tools［J］. Brief Bioinform， 2019，20（5）：1836-1852. doi:10.1093/bib/bby054 doi: 10.1093/bib/bby054
6	YAN R， LIANG X， HU J. miR-141-3p alleviates ulcerative colitis by targeting SUGT1 to inhibit colonic epithelial cell pyroptosis［J］. Autoimmunity， 2023，56（1）：2220988. doi:10.1080/08916934.2023.2220988 doi: 10.1080/08916934.2023.2220988
7	韩玲，陈琴，谢昌营，等. 基于生物信息学分析miR-143调控TLR2信号通路对溃疡性结肠炎的影响［J］. 中国医药导报， 2023，20（13）：13-17.
8	CHEN X， LIU G， YUAN Y， et al. NEK7 interacts with NLRP3 to modulate the pyroptosis in inflammatory bowel disease via NF-κB signaling［J］. Cell Death Dis， 2019，10（12）：906. doi:10.1038/s41419-019-2157-1 doi: 10.1038/s41419-019-2157-1
9	ZHANG W， WANG W， SHEN C， et al. Network pharmacology for systematic understanding of Schisandrin B reduces the epithelial cells injury of colitis through regulating pyroptosis by AMPK/Nrf2/NLRP3 inflammasome［J］. Aging （Albany NY）， 2021，13（19）：23193-23209. doi:10.18632/aging.203611 doi: 10.18632/aging.203611
10	何琼，李建栋. 炎症性肠病流行病学研究进展［J］. 实用医学杂志， 2019，35（18）：2962-2966. doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2019.18.029 doi: 10.3969/j.issn.1006-5725.2019.18.029
11	LE BERRE C， HONAP S， PEYRIN-BIROULET L. Ulcerative colitis［J］. Lancet， 2023，402（10401）：571-584. doi:10.1016/s0140-6736(23)00966-2 doi: 10.1016/s0140-6736(23)00966-2
12	CHEN K， SHANG S， YU S， et al. Identification and exploration of pharmacological pyroptosis-related biomarkers of ulcerative colitis［J］. Front Immunol， 2022，13：998470. doi:10.3389/fimmu.2022.998470 doi: 10.3389/fimmu.2022.998470
13	BURDETTE B E， ESPARZA A N， ZHU H， et al. Gasdermin D in pyroptosis［J］. Acta Pharm Sin B， 2021，11（9）：2768-2782. doi:10.1016/j.apsb.2021.02.006 doi: 10.1016/j.apsb.2021.02.006
14	ZHEN Y， ZHANG H. NLRP3 Inflammasome and Inflammatory Bowel Disease［J］. Front Immunol， 2019，10：276. doi:10.3389/fimmu.2019.00276 doi: 10.3389/fimmu.2019.00276
15	YUAN Y Y， XIE K X， WANG S L， et al. Inflammatory caspase-related pyroptosis： mechanism， regulation and therapeutic potential for inflammatory bowel disease［J］. Gastroenterol Rep （Oxf）， 2018，6（3）：167-176. doi:10.1093/gastro/goy011 doi: 10.1093/gastro/goy011
16	CASTRO-DOPICO T， DENNISON T W， FERDINAND J R， et al. Anti-commensal IgG Drives Intestinal Inflammation and Type 17 Immunity in Ulcerative Colitis［J］. Immunity， 2019，50（4）：1099-1114. doi:10.1016/j.immuni.2019.02.006 doi: 10.1016/j.immuni.2019.02.006
17	WANG H， CHAO K， NG S C， et al. Pro-inflammatory miR-223 mediates the cross-talk between the IL23 pathway and the intestinal barrier in inflammatory bowel disease［J］. Genome Biol， 2016，17：58. doi:10.1186/s13059-016-0901-8 doi: 10.1186/s13059-016-0901-8
18	ZHOU J， LIU J， GAO Y， et al. miRNA-Based Potential Biomarkers and New Molecular Insights in Ulcerative Colitis［J］. Front Pharmacol， 2021，12：707776. doi:10.3389/fphar.2021.707776 doi: 10.3389/fphar.2021.707776
19	POLYTARCHOU C， OIKONOMOPOULOS A， MAHURKAR S， et al. Assessment of Circulating MicroRNAs for the Diagnosis and Disease Activity Evaluation in Patients with Ulcerative Colitis by Using the Nanostring Technology［J］. Inflamm Bowel Dis， 2015，21（11）：2533-2539. doi:10.1097/mib.0000000000000547 doi: 10.1097/mib.0000000000000547
20	WANG H， ZHANG S， YU Q， et al. Circulating MicroRNA223 is a New Biomarker for Inflammatory Bowel Disease［J］. Medicine （Baltimore）， 2016，95（5）：e2703. doi:10.1097/md.0000000000002703 doi: 10.1097/md.0000000000002703
21	BATRA S K， HEIER C R， DIAZ-CALDERON L， et al. Serum miRNAs Are Pharmacodynamic Biomarkers Associated With Therapeutic Response in Pediatric Inflammatory Bowel Disease［J］. Inflamm Bowel Dis， 2020，26（10）：1597-1606. doi:10.1093/ibd/izaa209 doi: 10.1093/ibd/izaa209
22	LI X， YANG Y， WANG Z， et al. Multistage-Responsive Nanocomplexes Attenuate Ulcerative Colitis by Improving the Accumulation and Distribution of Oral Nucleic Acid Drugs in the Colon［J］. ACS Appl Mater Interfaces， 2022，14（1）：2058-2070. doi:10.1021/acsami.1c21595 doi: 10.1021/acsami.1c21595
23	FAROOQI A A， QURESHI M Z， ATTAR R， et al. MicroRNA-143 as a new weapon against cancer： overview of the mechanistic insights and long non-coding RNA mediated regulation of miRNA-143 in different cancers［J］. Cell Mol Biol （Noisy-le-grand）， 2019，65（6）：1-5. doi:10.14715/cmb/2019.65.6.1 doi: 10.14715/cmb/2019.65.6.1
24	GOMES S E， PEREIRA D M， ROMA-RODRIGUES C， et al. Convergence of miR-143 overexpression， oxidative stress and cell death in HCT116 human colon cancer cells［J］. PLoS One， 2018，13（1）：e191607. doi:10.1371/journal.pone.0191607 doi: 10.1371/journal.pone.0191607
25	GUO H， CHEN Y， HU X， et al. The regulation of Toll-like receptor 2 by miR-143 suppresses the invasion and migration of a subset of human colorectal carcinoma cells［J］. Mol Cancer， 2013，12：77. doi:10.1186/1476-4598-12-77 doi: 10.1186/1476-4598-12-77
26	LORD K A， HOFFMAN-LIEBERMANN B， LIEBERMANN D A. Nucleotide sequence and expression of a cDNA encoding MyD88， a novel myeloid differentiation primary response gene induced by IL6［J］. Oncogene， 1990，5（7）：1095-1097.
27	张颖慧，董向前，白丽萍，等. Toll样受体、前列腺素受体EP2在溃疡性结肠炎组织的表达与炎症细胞因子的关系［J］. 四川医学， 2019，40（4）：390-394.
28	ZHANG Z H， LIU R， NANA D U， et al. Efficacy of Sishen Wan on dinitrobenzene sulfonic acid-induced ulcerative colitis and its effect on toll-like receptor 2/interleukin-1 receptor-associated kinase-4/nuclear factor-κB signal pathway［J］. J Tradit Chin Med， 2022，42（4）：565-575.
29	FU J， WU H. Structural Mechanisms of NLRP3 Inflammasome Assembly and Activation［J］. Annu Rev Immunol， 2023，41：301-316. doi:10.1146/annurev-immunol-081022-021207 doi: 10.1146/annurev-immunol-081022-021207
30	LI D， WU M. Pattern recognition receptors in health and diseases［J］. Signal Transduct Target Ther， 2021，6（1）：291. doi:10.1038/s41392-021-00687-0 doi: 10.1038/s41392-021-00687-0
31	TOURKOCHRISTOU E， AGGELETOPOULOU I， KONSTANTAKIS C， et al. Role of NLRP3 inflammasome in inflammatory bowel diseases［J］. World J Gastroenterol， 2019，25（33）：4796-4804. doi:10.3748/wjg.v25.i33.4796 doi: 10.3748/wjg.v25.i33.4796

引物名称	引物序列（5′-3′）	长度（bp）
U6	上游：CGCTTCGGCAGCACATATAC
U6	下游：AAATATGGAACGCTTCACGA
miR-143-3p	上游：GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCG CACTGGATACGACGAGCTACA
miR-143-3p	下游：TGCGCTGAGATGAAGCACTGT
GAPDH	上游：GGAAGCTTGTCATCAATGGAAATC	168
GAPDH	下游：TGATGACCCTTTTGGCTCCC	168
GSDMD	上游：TGGTTATTGACTCTGACTTGGACG	164
GSDMD	下游：ATCTGTCAGGAAGTTGTGGAGGC	164
TLR2	上游：TGTGAAGAGTGAGTGGTGCA	100
TLR2	下游：TACCCAAAATCCTTCCCGCT	100
NLRP3	上游：TGGTCTGCTGGATCGTGTGC	84
NLRP3	下游：CGGTGGTGGTCTTGGATGTCTG	84
NF-κB	上游：TCCCATCTTTGACAATCGTGC	155
NF-κB	下游：AGCCTGGTCCCGTGAAATAC	155

分组	海肾/萤火虫
空白组	0.92 ± 0.07
mimics NC+野生型TLR2 3'UTR组	1.43 ± 0.01^?
miR-143-3p mimics+野生型TLR2 3'UTR组	0.59 ± 0.02^?#
mimics NC+突变型TLR2 MUT 3'UTR组	1.42 ± 0.02^?
miR-143-3p mimics+突变型TLR2 MUT 3'UTR组	1.43 ± 0.36^?

[1]	花胤,王晓燕,王振,辛永宁,刘守胜. 孟德尔随机化研究溃疡性结肠炎与甲状腺功能减退发生风险的因果关系[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(6): 827-832.
[2]	易玉君,翟晓明,刘慧玲,陶金. 垂体肿瘤转化基因1通过调控肠上皮细胞焦亡在结肠炎症中的作用[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(5): 632-638.
[3]	武周游,李婷,张腾伟,房巧燕,杨刘,黎巧. 羟基壬烯醛通过抑制内皮细胞焦亡减轻新生儿脓毒症诱导的急性肺损伤[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(2): 195-201.
[4]	庞雪,郭建壮. 溃疡性结肠炎发病机制的单细胞转录组生物信息学研究[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(15): 2075-2083.
[5]	王迪,杨剑,何祥. 右美托咪定通过调控AKAP150减轻异丙酚诱导的发育期大鼠学习记忆障碍[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(12): 1619-1624.
[6]	谢丹,欧阳石. 茵陈蒿汤协同脐带间充质干细胞所释放的外泌体对急性肝衰竭及肝细胞焦亡的影响[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(23): 3034-3042.
[7]	李加善,杨德兵,彭志锋. 慢性高脂肪饮食对缺血/再灌注大鼠脑损伤影响及机制[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(20): 2579-2583.
[8]	易莎,胡楠,李粤,杨林,张玉婷,熊霞,钟桂书,陈燕. 过氧化物酶体增殖物激活受体-γ对P. acnes诱导的人角质形成细胞焦亡、增殖及凋亡的影响[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(16): 2043-2049.
[9]	刘瑾张洁冯莹 . 苦杏仁苷减少冠状动脉内皮细胞焦亡并改善载脂蛋白E缺陷小鼠动脉粥样硬化斑块形成 [J]. 实用医学杂志, 2023, 39(14): 1746-1755.
[10]	于兰闫志辉罗哲郑岩崔立红 . 利福昔明联合枯草杆菌二联活菌治疗小肠细菌过度生长的研究[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(14): 1815-1819.
[11]	汪乐新, 刘超, 马天龙, 杨安宁, 熊建团, 吴凯, 焦运白志刚, 姜怡邓, 马胜超, 张旭卢冠军, . LncRNA H19调控肾小球足细胞焦亡中作用 [J]. 实用医学杂志, 2023, 39(1): 12-20.
[12]	张怡婷, 钱香, 任真, 丁红梅. 粪便钙卫蛋白联合血液指标在诊断及评估溃疡性结肠炎活动度中的临床价值 [J]. 实用医学杂志, 2021, 37(9): 1199-1202.