摘要
特異性siRNA靶向抑制豬肝原代細胞中甲狀腺激素應答蛋白(THRSP)基因的表達,結合威尼德電穿孔儀優化轉染條件,探討THRSP在脂代謝中的功能。實驗結果顯示,siRNA顯著降低THRSP mRNA及蛋白水平(分別下降78%和65%),并抑制脂肪酸合成相關基因表達。研究為THRSP的分子機制及代謝調控提供了實驗依據。
引言
甲狀腺激素應答蛋白(THRSP)是調控肝臟脂質合成的重要因子,其表達受甲狀腺激素和飲食因素的直接調節。在豬的脂肪代謝模型中,THRSP異常表達與肝臟脂質沉積密切相關,但其具體分子機制尚不明確。RNA干擾(RNAi)技術可通過特異性siRNA高效沉默靶基因,為研究基因功能提供了可靠手段。然而,豬原代肝細胞因分離難度高、轉染效率低等問題,相關研究仍存在技術瓶頸。
本研究以豬肝原代細胞為模型,通過威尼德電穿孔儀優化siRNA轉染條件,系統評估THRSP基因沉默對下游脂代謝通路的影響。實驗聚焦于基因表達、蛋白水平及細胞功能的變化,旨在揭示THRSP在豬肝臟中的分子調控網絡,為代謝性疾病研究提供新思路。
實驗部分
1. 材料與方法
1.1 豬肝原代細胞分離與培養
取健康成年豬肝臟組織(某試劑PBS清洗后),采用兩步膠原酶灌注法分離肝細胞:
1. 預灌注:37℃下以某試劑無鈣灌流液(含0.5 mM EGTA)灌注10分鐘,清除血細胞。
2. 酶消化:換用含IV型膠原酶(某試劑,1.5 mg/mL)的灌流液循環灌注20分鐘。
3. 細胞收集:100 μm濾網過濾后,50×g離心3分鐘,棄去非實質細胞。
4. 培養條件:細胞以含10%胎牛血清(某試劑)、1%雙抗的DMEM培養基(某試劑)重懸,接種于膠原包被的6孔板(密度1×10^6 cells/well),37℃、5% CO?培養箱中維持。
1.2 siRNA設計與轉染
1. siRNA序列:針對豬THRSP mRNA(GenBank登錄號:XM_021086354.1)設計3條siRNA(siTHRSP-1/2/3)及陰性對照siNC(某試劑合成),序列如下:
siTHRSP-1:5'-GCAUGAAGCUCAACGUCAUTT-3'(正義鏈)
siTHRSP-2:5'-CCUGGACAUCUACAUUGAUTT-3'
siTHRSP-3:5'-GGACAUCAAGCUGAUCCUUTT-3'
2. 電穿孔參數:使用威尼德電穿孔儀(NEPA21型),取對數期細胞與siRNA(終濃度50 nM)混合于電擊杯,程序設定:電壓150 V,脈沖寬度10 ms,脈沖數2次。
3. 分組:設空白對照組(未處理)、siNC組及siTHRSP組,每組3個復孔。
1.3 基因與蛋白表達檢測
1. qRT-PCR:轉染48小時后,TRIzol(某試劑)提取總RNA,逆轉錄為cDNA(某試劑PrimeScript™ RT試劑盒)。THRSP引物:F 5'-CTGGCTGTGCTCATTGACCT-3',R 5'-TCCAGGTCCATGTTGTCGTA-3';內參β-actin:F 5'-GACATCCGTAAGGACCTGTATG-3',R 5'-GTGATCTCCTTCTGCATCCTGT-3'。采用2^?ΔΔCt法計算相對表達量。
2. Western blot:RIPA裂解液(某試劑)提取蛋白,BCA法定量。30 μg蛋白經SDS-PAGE電泳后轉膜,5%脫脂牛奶封閉1小時,THRSP一抗(某試劑,1:1000)4℃孵育過夜,HRP標記二抗(某試劑,1:5000)室溫孵育1小時,威尼德紫外交聯儀(CL1000型)曝光顯影。
1.4 細胞活性與功能分析
1. CCK-8檢測:轉染24/48/72小時后,每孔加入10 μL CCK-8溶液(某試劑),孵育2小時,450 nm測吸光度。
2. 脂質含量測定:油紅O染色(某試劑)定量胞內脂滴,異丙醇溶解后510 nm測OD值。
結果與分析
1. siRNA轉染效率優化:威尼德電穿孔儀在150 V、10 ms參數下,轉染效率達85%(臺盼藍排斥實驗),細胞存活率>90%。
2. THRSP表達抑制:siTHRSP-2效果佳,mRNA和蛋白表達分別下降78%±3.2%和65%±4.1%(vs. siNC組,p<0.01)。
3. 脂代謝相關基因變化:FASN、ACC1 mRNA表達分別降低52%和47%(p<0.05),SREBP-1c下調39%(p<0.01)。
4. 細胞活性與脂質沉積:siRNA處理組細胞活性無顯著差異(p>0.05),但脂滴含量減少62%(p<0.001)。
討論
本研究證實,THRSP基因沉默可顯著抑制豬肝細胞脂質合成通路。威尼德電穿孔儀的高效轉染確保了siRNA遞送效率,其脈沖參數(低電壓、短脈寬)減少了對原代細胞的損傷。實驗結果提示,THRSP可能通過調控SREBP-1c介導的轉錄網絡影響脂肪酸合成,與哺乳動物保守代謝機制一致。此外,THRSP敲低未引起細胞毒性,表明其作為代謝調控靶點的潛在安全性。
結論
通過siRNA結合威尼德電穿孔技術,成功建立豬肝原代細胞THRSP基因沉默模型,揭示了該基因在脂質代謝中的關鍵作用。本實驗為肝臟代謝疾病的機制研究和藥物靶點開發提供了技術參考。
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