Ефекти нарингенина на профиле МиРНА-мРНА у ћелијама ХепаРГ

Mar 12, 2022


За више детаља контактирајте:tina.xiang@wecistanche.com


Апстрактан: Нарингенин, природанфлавоноидакоји се широко налази у цитрусном воћу, за који се наводи да поседује антиоксидативна, антиинфламаторна и хепатопротективна својства као природни додатак исхрани. Међутим, регулаторни механизам нарингенина у људској јетри остаје нејасан. У овој студији, секвенцирање РНК гласника (мРНА-сек), секвенцирање микроРНА (миРНА-сек) и кПЦР у реалном времену коришћени су да би се разликовале разлике у експресији између контролних и ХепаРГ ћелија третираних нарингенином. Добили смо 1037 различито експримираних мРНК и 234 миРНК. Према циљаном предвиђању и анализи интеграције у силикону, пронашли смо 20 потенцијалних парова миРНА-мРНА укључених ујетраметаболизам. Ова студија је прва која је пружила перспективу интеракција миРНА-мРНА у регулацији нарингенина путем интегрисане анализе мРНА-сек и миРНА-сек у ХепаРГ ћелијама, што даље карактерише нутрацеутичку вредност нарингенина као адитива за храну.

Кључне речи: нарингенин; мРНА-сек; миРНА-сек; ХепаРГ ћелије

4flavonoids anti-inflammatory

кликните да бисте добили више информација о производу

1. Представљање

Нарингенин, природни флавоноид, налази се у изобиљу у цитрусима и другом јестивом воћу, као што су грејп, поморанџе, бергамот, парадајз и смокве [1]. Након оралне примене, нарингенин је широко распрострањен у гастроинтестиналном тракту и јетри [2,3] и показује директно антиоксидативно својство активношћу уклањања слободних радикала због своје молекуларне структуре и индукује ендогени антиоксидативни систем у јетри [4]. Све већи докази из ин витро и ин виво студија су идентификовали различите заштитне капацитете нарингенина, као што суантиинфламаторно[5], антиоксиданс [6], антифиброзни [З] и хепатопротективни 4,8| активности. Ови капацитети сугеришу да би се дијететски нарингенин могао применити за превенцију метаболичког синдрома и малигних болести, укључујући фулминантни хепатитис, маснеобољење јетре, фиброза, итд. 19,10]. Међутим, постоји неколико детаљних студија о регулаторним ефектима нарингенина на укупне гене јетре [4].

МикроРНА (миРНА) су класа некодирајућих, једноланчаних РНК молекула дужине 18-26 нуклеотида кодираних ендогеним генима, који показују широк спектар биолошких регулаторних функција у филогенији, диференцијацији, пролиферацији и апоптози [11]. миРНА, везујући месинџер РНК (мРНК) путем препознавања специфичног за секвенцу, негативно регулише експресију гена на пост-транскрипционом нивоу кроз деградацију циљних мРНК [12]. Под егзогеном стимулацијом, експресија миРНА се мења, а затим се регулише експресија циљне мРНА. На крају, екстензивне физиолошке функције се мењају да би се носиле са изазовима изазваним егзогеном стимулацијом [13]. Поузданији метод за предвиђање циљних односа миРНА-мРНА је да се истовремено интегрише мРНА-сек анализа са миРНА-сек анализом користећи одређени контекст обраде ин силицо [14].

Стога је наш циљ био да проучимо ефекте нарингенина на глобалне гене и истакнемо могући регулаторни механизам миРНА-мРНА парова у јетри. У овој студији, промене експресије мРНА и профили експресије миРНА су истраживани у ХепаРГ ћелијама извођењем мРНА-сек, миРНА-сек, биоинформатичких анализа и кПЦР у реалном времену како би се пружили докази о потенцијалу нарингенина као природног додатка исхрани.

flavonoids antioxidant

2. Резултати

2.1. Анализа секвенцирања транскриптома у одговору на Нарингенин

Да би се идентификовале промене експресије мРНА одХепаРГ ћелијекао одговор на нарингенин, осам комплементарних ДНК(цДНК) библиотека у контролној групи (ЦК-1, ЦК-2, ЦК-3 и ЦК-4) и експерименталној групи (Т-1, Т-2, Т-3 и Т-4) су конструисани са укупном РНК и подвргнути секвенцирању Иллумина ХиСек2500 (Генеденово Биотецхнологи Цо., Лтд, Гуангзхоу , Кина). Прегледи секвенционирања и резултата састављања за контролну групу и експерименталну групу приказани су у табели 1. Промене експресије гена су анализиране поређењем третиране и контролне групе. Као што је приказано на слици 1а, група изложена нарингенину је изразила 1037 различито експримираних гена (ДЕГ) у поређењу са контролном групом. Топлотна мапа од 1037 ДЕГ показала је кластер анализу контролне групе и групе нарингенина (Слика 1б; 381 нагоре и 656 гена надоле; Табела С1, Додатни материјали).

Summary of sequence data generated for HepaRG cells transcriptome and quality filtering.

Према систему класификације генске онтологије (ГО), 1037 ДЕГ је класификовано у три главне функционалне категорије (биолошки процес, ћелијска компонента и молекуларна функција) и 61 поткатегорију (слика 2). Међу биолошким процесима најчешће је био заступљен ћелијски процес(731), затим процес једног организма (672) и биолошка регулација (595). У категорији ћелијске компоненте значајан удео кластера приписан је ћелији (727), делу ћелије (721) и органели (580). Гени укључени у групе за везивање (666) и каталитичку активност (238) били су посебно заступљени у категорији молекуларне функције.

Figure 1. Identification of differentially expressed messenger RNAs (mRNAs) in response to naringenin.(a)Volcano plot showed that all non-redundant unigenes were identified in the control group and the naringenin group. The 20,285gray dots represent non-significantly differentially expressed mRNAs, the 381 red dots represent significantly differentially up-regulated mRNAs, and the 656 blue dots represent significantly differentially down-regulated mRNAs; FC(fold change)= the naringenin group/the control group;FDR(false discovery rate), the expected percent of false predictions in the set of predictions;(b)heat map showing 1037 differentially expressed genes(DEGs), comparing the control group with the naringenin group. Each row represents one mRNA, and each column represents a sample. Red, upregulation;blue, downregulation; CK-1,CK-2, CK-3, and CK-4, the control group;T-1, T-2,T-3,and T-4, the naringenin group.

 Gene Ontology (GO) terms categorization of 1037 DEGs. Number of genes: number of target genes in a term. Red, upregulation; green, downregulation; CK, the control group; T, the naringenin group

Класификација Кјото енциклопедије гена и генома (КЕГГ) пронађена је за 1037 ДЕГ који су даље класификовани у првих двадесет биохемијских путева према најмањој к-вредности и највећем броју гена у напомени путања (слика 3). Број гена и однос означених гена првих пет путева су системски еритематозни лупус (33,8,4 процената), алкохолизам (38,9,67 процената), погрешна регулација транскрипције код карцинома (22, 5,6 процената), ПИ3К-Акт сигнални пут (34, 8,65 одсто), и каскаде комплемента и коагулације (12, 3,05 одсто о). Било је више од 10 обогаћених гена међу пет путева. Све у свему, лечење нарингенином имало је значајан утицај на глобални профил експресије гена ХепаРГ ћелија. Ови резултати су имплицирали да гени укључени у ове путеве могу играти кључну улогу у регулацији нарингенина.

Top 20 pathways of Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) terms for 1037 DEGs. GeneNumber: number of target genes in a pathway. RichFactor: ratio of number of target genes divided by number of all the genes in a term or pathway

2.2. Анализа нивоа миРНА транскрипта као одговор на нарингенин

У овој студији желели смо да утврдимо да линарингенинизложеност мења нивое експресије миРНА у ХепаРГ ћелијама. Након излагања, прикупили смо мале РНК и измерили њихову релативну заступљеност користећи Иллумина ХиСек2500 (Генеденово Биотецхнологи Цо., Лтд, Гуангзхоу, Кина). Као што је приказано у Табели 2, генерисана су чиста очитавања осам узорака, респективно, након уклањања очитавања загађивача. Преглед очитавања за секвенцирање малих РНК од необрађених података до високог квалитета и са квалитетним филтрирањем дат је у табели 2. Дистрибуција дужине малих РНК била је слична међу библиотекама по томе што су 21-23 нт РНК биле најзаступљеније (Слика 4 ).

. Summary of sequence data generated for HepaRG cells' small RNA and quality filtering.

bution of the small RNA sequence. CK-1, CK-2, CK-3, and CK-4, the control group; T-1, T-2, T- 3, and T-4, the naringenin group. Figure 4. The length distribution of the small RNA sequence. CK-1, CK-2, CK-3, and CK-4, the control group; T-1, T-2, T-3, and T-4, the naringenin group.

Све мале РНК су поређане у бази података ГенеБанк (Издање 209.0) и Рфам бази података (11.0) да би се идентификовала и уклонила рибозомска РНК (рРНА), мала условна РНК (сцРНА), мала нуклеоларна (сноРНА), мала језгра (снРНА) и трансферна РНК (тРНА). У складу са референтним геномом, ове мале РНК мапиране на егзоне, интроне и понављајуће секвенце су такође уклоњене. Мале РНК које се филтрирају су претражене у бази података миРБасе (издање 21) да би се идентификовале миРНА. Топлотна мапа 3373 миРНА приказује кластер анализу контролне групе и групе нарингенина на слици 5а. Иллумина ХиСек2500 профилисање 3373 миРНА анализираних у изложености нарингенину у односу на контролне узорке показало је да се укупно 234 различито експримиране миРНА (ДЕМ, 174 навише и 60 надоле регулисане; табела С2, додатни материјали) могу детектовати у ћелијама Хепа5б (слика 5). .

re 5. Identification of differentially expressed microRNA (miRNAs) in response to naringenin. (a) Heat map of 3373  expressed miRNAs in response to naringenin. Each row represents one miRNA, and each column represents a sample.  Red, upregulation; blue, downregulation; CK-1, CK-2, CK-3, and CK-4, the control group; T-1, T-2, T-3, and T-4, the  naringenin group; (b) scatter plot showing 234 DEMs (174 up- and 60 down-regulated) comparing the control group with  the naringenin group. Each dot represents one miRNA. Red, upregulation; green, downregulation; blue, non-significance.  CK, the control group; T, the naringenin group. 2.3. Target Prediction and Integration Analysis of mRNA and miRNA Expression Profiles in  Response to Naringenin Acting at the post-transcriptional level, miRNAs silence and/or down-regulate cellular mRNA gene expression by target RNA cleavage. To predict the target genes of 234  DEMs, we performed computational analyses using the RNAhybrid (v2.1.2) + svmlight  (v6.01), Miranda (v3.3a), and TargetScan (Version: 7.0). The simultaneous profiling of 234  DEMs and 1037 DEGs levels in silico can identify the presumptive target mRNAs of miRNAs. We selected the intersection of DEGs and target genes of DEMs, and then performed  bioinformatics analysis on these intersection genes. A total of 5607 negative miRNAmRNA pairs for naringenin treatment were obtained, with the involvement of 216 DEMs  and 681 DEGs (Table S3, Supplementary Materials). In line with the GO classification sysFigure 5. Identification of differentially expressed microRNA (miRNAs) in response to naringenin. (a) Heat map of 3373 expressed miRNAs in response to naringenin. Each row represents one miRNA, and each column represents a sample. Red, upregulation; blue, downregulation; CK-1, CK-2, CK-3, and CK-4, the control group; T-1, T-2, T-3, and T-4, the naringenin group; (b) scatter plot showing 234 DEMs (174 up- and 60 down-regulated) comparing the control group with the naringenin group. Each dot represents one miRNA. Red, upregulation; green, downregulation; blue, non-significance. CK, the control group; T, the naringenin group.

2.3. Предвиђање циља и анализа интеграције профила експресије мРНА и миРНА као одговор на нарингенин

Делујући на пост-транскрипционом нивоу, миРНК утишава и/или смањује експресију гена ћелијске мРНА путем цепања циљне РНК. Да бисмо предвидели циљне гене за 234 ДЕМ, извршили смо рачунарске анализе користећи РНАхибрид(в2.1.2) плус светларник (в6 .01), Миранда (в3.3а) и ТаргетСцан (верзија: 7.0). Истовремено профилисање 234 ДЕМ и 1037 ДЕГ нивоа у силикону може идентификовати претпостављене циљне мРНК миРНА. Одабрали смо пресек ДЕГ-ова и циљних гена ДЕМ-а, а затим извршили биоинформатичку анализу ових гена укрштања. Добијено је укупно 5607 негативних парова миРНА-мРНА за третман нарингенином, уз учешће 216 ДЕМ и 681 ДЕГ (Табела С3, Додатни материјали). У складу са ГО класификацијским системом, 681 ДЕГ је класификовано у 58 поткатегорија (Слика 6). Прве три поткатегорије нису се промениле у три главне функционалне категорије у поређењу са анализом секвенционирања транскриптома (Слике 2 и 6).

 Gene Ontology terms categorization of 681 DEGs. Number of genes: number of target genes in a term. Red,  upregulation; green, downregulation; CK, the control group; T, the naringenin group.

Анализа обогаћивања путева за 681 ДЕГ од 5607 негативних парова миРНА-мРНА идентификовала је првих двадесет путева према најмањој к-вредности и највећем броју гена у напомени пута након излагања нарингенину (слика 7): са ПИ3К-Акт сигналним путем (25,8). проценат ) који је осми пут и други по заступљености.

Top 20 pathways of KEGG terms for 681 DEGs. GeneNumber: number of target genes in  a pathway. RichFactor: ratio of number of target genes divided by number of all the genes in a  term or pathway. 2.4. Real-Time qPCR Validation of Naringenin Regulation in Liver Metabolism and Potential  Regulatory miRNA-mRNA Pairs According to global gene function annotations, literature review, and their potential  relationship with naringenin-responsive miRNAs, 19 DEGs (ALOX15, CA9, TH, HKDC1,  NDUFA4L2, RRM2, ACSL5, PLA2G4C, LIPT2, UGDH, FTCD, ABAT, AZIN2, HS6ST3,  B4GALT6, GUSB, DCT, ALAS2, and MAT1A) were manually selected as representatives  for their potential roles in liver metabolism. In addition, the PI3K–Akt signaling pathway  had been significantly enriched (fourth in the KEGG of RNA-seq analysis, Figure 3; eighth  in the KEGG of miRNA-RNA-seq analysis, Figure 7); therefore, 11 DEGs (PDGFRB,  CSF1R, FGFR2, IL2RG, IL7R, ITGB4, GNG4, PCK1, CREB3L3, CREB3L1, and NFκB1) among the PI3K–Akt signaling pathway were screened out. We here described the interaction between the 30 DEGs and 11 human miRNAs (hsamiR-1306-5p, hsa-miR-627-3p, hsa-miR-194-3p, hsa-miR-676-3p, hsa-miR-6837-5p, hsamiR-429, hsa-miR-100-3p, hsa-miR-194-5p, hsa-miR-519a-3p, hsa-miR-7-5p, and hsa-miR- 200a-5p), including 20 negative miRNA–mRNA interactions (Figure 8). As shown in Figure 8, a single miRNA can regulate multiple target mRNAs and vice versa (e.g., ABAT,  HS6ST3, B4GALT6, and DCT could possibly be simultaneously regulated by hsa-miR-429;  HS6ST3 may be simultaneously regulated by hsa-miR-429, hsa-miR-100-3p, hsa-miR- 519a-3p, hsa-miR-676-3p, hsa-miR-7-5p, and hsa-miR-194-5p; some DEGs had no paired  DEMs). The expression profiles of 19 DEGs related to liver metabolism and 11 DEGs  among the PI3K–Akt signaling pathway were further validated using real-time qPCR  (Figure 9a,b). The expression level of 11 human miRNAs (two up- and nine down-regulated) was further assessed for naringenin-induced changes by real-time qPCR consistent  with sequencing results (Figure 9c). Although there were some quantitative differences  Figure 7. Top 20 pathways of KEGG terms for 681 DEGs. GeneNumber: number of target genes in a pathway. RichFactor: ratio of number of target genes divided by number of all the genes in a term or pathway

2.4. кПЦР валидација у реалном времену регулације нарингенина у метаболизму јетре и потенцијалних регулаторних парова миРНА-мРНА

Према глобалним анотацијама о функцији гена, прегледу литературе и њиховом потенцијалном односу са миРНА које реагују на нарингенин, 19 ДЕГс(АЛОКС15, ЦА9, ТХ, ХКДЦ1, НДУФА4Л2, РРМ2, АЦСЛ5, ПЛА2Г4Ц, ЛИПТ2, УГДХ, ФТЦД, АБАТ, АЗ6АЗИН , Б4ГАЛТ6, ГУСБ, ДЦТ, АЛАС2 и МАТ1А) су ручно одабрани као представници за њихове потенцијалне улоге у метаболизму јетре. Поред тога, сигнални пут ПИ3К-Акт је значајно обогаћен (четврти у КЕГГ РНА-сек анализи, слика 3; осми у КЕГГ-у миРНА-РНА-сек анализе, слика 7); дакле.11 ДЕГ (ПДГФРБ. ЦСФ1Р. ФГФР2, ИЛ2РГ, ИЛ7Р, ИТГБ4, ГНГ4, ПЦК1, ЦРЕБ3Л3, ЦРЕБ3Л1 и НФкБ1) међу сигналним путем ПИ3К-Акт је скриниран.

Овде смо описали интеракцију између 30 ДЕГ и 11 људских миРНА (хса-миР-1306-5п, хса-миР-627-3п, хса-миР-194-3п, хса-миР{{9 }}п, хса-миР-6837-5п, хса-миР-429, хса-миР-100-3п, хса-миР-194-5п, хса-миР{{19} }а-3п, хса-миР-7-5п и хса-миР-200а-5п), укључујући 20 негативних интеракција миРНА-мРНА (слика 9). Као што је приказано на слици 9, једна миРНА може да регулише више циљних мРНА и обрнуто (нпр. АБАТ ХС6СТ3, Б4ГАЛТ6 и ДЦТ могу бити истовремено регулисани хса-миР-429; ХС6СТ3 може бити истовремено регулисан хса-миР -429, хса-миР-100-3п,хса-миР-519а-3п, хса-миР-676-3п, хса-миР-7-5 п, и хса-миР-194-5п; неки ДЕГ нису имали упарене ДЕМ). Профили експресије 19 ДЕГ који се односе на метаболизам јетре и 11 ДЕГ међу сигналним путем ПИ3К-Акт су даље валидирани коришћењем кПЦР у реалном времену (Слика 9а,б). Ниво експресије 11 хуманих миРНА (две нагоре и девет надоле регулисане) је даље процењен за промене изазване нарингенином помоћу кПЦР у реалном времену у складу са резултатима секвенцирања (Слика 9ц). Иако су постојале неке квантитативне разлике између две аналитичке платформе, сличности између РНА-сек података и ПЦР-а у реалном времену сугеришу да су РНА-сек подаци поновљиви и поуздани.

Putative miRNA–mRNA negative correlation network in response to naringenin. Rectangular nodes, mRNAs; diamond nodes, miRNAs.

ure 9. Relative mRNA and miRNA expression of the control group and the naringenin group, in respect to RNA-seq  and real-time qPCR. (a) The 19 genes involved in liver metabolism; (b) 11 genes involved in the PI3K–Akt signaling pathway; (c) 11 putative regulatory miRNAs. Y-axis represents log2 (FC); FC (fold change) = the naringenin group/the control  group. The dashed line indicated fold change data of 2.0. Values are the mean ± SD (n = 4).  3. Discussion and Conclusions  The findings discussed here reveal the first detailed information regarding parallel  mRNA and miRNA expression changes in HepaRG cells in response to naringenin. We  performed an integrative analysis of these data including 234 DEMs and 1037 DEGs induced by naringenin, which provide global insight into the miRNA–mRNA interactions  of naringenin in the regulatory mechanism. According to the gene function annotations  and literature review, 19 DEGs related to metabolism were screened out. In particular, the  PI3K–Akt signaling pathway was significantly enriched both in analysis of transcriptome  sequencing (the third-most abundant, and ranked fourth) and integration analysis of  miRNA-mRNA expression profiles (the second-most abundant, and ranked eighth) in responses to naringenin. In addition, 11 DEGs in the PI3K–Akt signaling pathway were further validated using real-time qPCR analysis. In this work, we constructed a miRNAmRNA regulatory network according to the DEMs and DEGs datasets and miRNA-targeting information. Some studies have demonstrated that the miRNA–mRNA regulatory  network responds to liver damage, including hepatocellular carcinoma and oxidative  stress [15]. Although several miRNA-induced RNA activation phenomena were identified  [16], under most circumstances, the negative correlation between miRNAs and their target  mRNAs is often considered support for miRNA targeting [17]. Ultimately, 20 miRNAmRNA negative correlation pairs were identified with the involvement of liver metabolism and the PI3K–Akt signaling pathway.  With regard to global genes, we addressed our particular research question using  pathway analysis to highlight 19 DEGs related to the functional clusters: metabolism, including Lipid metabolism (ALOX15, ACSL5, PLA2G4C, and B4GALT6), Energy metabolism (CA9 and NDUFA4L2), Metabolism of cofactors and vitamins (TH, LIPT2, and  Figure 9. Relative mRNA and miRNA expression of the control group and the naringenin group, in respect to RNA-seq and real-time qPCR

ure 9. Relative mRNA and miRNA expression of the control group and the naringenin group, in respect to RNA-seq  and real-time qPCR. (a) The 19 genes involved in liver metabolism; (b) 11 genes involved in the PI3K–Akt signaling pathway; (c) 11 putative regulatory miRNAs. Y-axis represents log2 (FC); FC (fold change) = the naringenin group/the control  group. The dashed line indicated fold change data of 2.0. Values are the mean ± SD (n = 4).  3. Discussion and Conclusions  The findings discussed here reveal the first detailed information regarding parallel  mRNA and miRNA expression changes in HepaRG cells in response to naringenin. We  performed an integrative analysis of these data including 234 DEMs and 1037 DEGs induced by naringenin, which provide global insight into the miRNA–mRNA interactions  of naringenin in the regulatory mechanism. According to the gene function annotations  and literature review, 19 DEGs related to metabolism were screened out. In particular, the  PI3K–Akt signaling pathway was significantly enriched both in analysis of transcriptome  sequencing (the third-most abundant, and ranked fourth) and integration analysis of  miRNA-mRNA expression profiles (the second-most abundant, and ranked eighth) in responses to naringenin. In addition, 11 DEGs in the PI3K–Akt signaling pathway were further validated using real-time qPCR analysis. In this work, we constructed a miRNAmRNA regulatory network according to the DEMs and DEGs datasets and miRNA-targeting information. Some studies have demonstrated that the miRNA–mRNA regulatory  network responds to liver damage, including hepatocellular carcinoma and oxidative  stress [15]. Although several miRNA-induced RNA activation phenomena were identified  [16], under most circumstances, the negative correlation between miRNAs and their target  mRNAs is often considered support for miRNA targeting [17]. Ultimately, 20 miRNAmRNA negative correlation pairs were identified with the involvement of liver metabolism and the PI3K–Akt signaling pathway.  With regard to global genes, we addressed our particular research question using  pathway analysis to highlight 19 DEGs related to the functional clusters: metabolism, including Lipid metabolism (ALOX15, ACSL5, PLA2G4C, and B4GALT6), Energy metabolism (CA9 and NDUFA4L2), Metabolism of cofactors and vitamins (TH, LIPT2, and  Figure 9. Relative mRNA and miRNA expression of the control group and the naringenin group, in respect to RNA-seq and real-time qPCR

5flavonoids anticancer

3. Дискусија и закључци

Налази о којима се овде расправља откривају прве детаљне информације у вези са променама паралелне експресије мРНА и миРНА у ХепаРГ ћелијама као одговор нанарингенин. Извршили смо интегративну анализу ових података укључујући 234 ДЕМ и 1037 ДЕГ индукованих нарингенином, који пружају глобални увид у интеракције миРНА-мРНА нарингенина у регулаторном механизму. Према напоменама о функцији гена и прегледу литературе, издвојено је 19 ДЕГ повезаних са метаболизмом. Конкретно, сигнални пут ПИ3К-Акт је значајно обогаћен како у анализи секвенцирања транскриптома (трећи најзаступљенији и на четвртом месту) тако и интеграцијској анализи профила експресије миРНА-мРНА (други најзаступљенији и осми). у одговорима на нарингенин. Поред тога, 11 ДЕГ у сигналном путу ПИ3К-Акт даље је потврђено коришћењем кПЦР анализе у реалном времену. У овом раду смо конструисали регулаторну мрежу миРНА-мРНА према скуповима података ДЕМс и ДЕГс и информацијама о циљању миРНА. Неке студије су показале да регулаторна мрежа миРНА-мРНА реагује наоштећење јетре, укључујући хепатоцелуларни карцином и оксидативни стрес [15]. Иако је идентификовано неколико феномена активације РНК изазване миРНА [16], у већини околности, негативна корелација између миРНА и њихових циљних мРНК се често сматра подршком за циљање миРНА [17]. Коначно, идентификовано је 20 негативних корелационих парова миРНА-мРНК са учешћем метаболизма јетре и сигналног пута ПИ3К-Акт.

Што се тиче глобалних гена, бавили смо се нашим посебним истраживачким питањем користећи анализу путања како бисмо истакли 19 степени повезаних са функционалним кластерима: метаболизам, укључујући метаболизам липида (АЛОКС15, АЦСЛ5, ПЛА2Г4Ц и Б4ГАЛТ6), енергетски метаболизам (ЦА9 и НДУФА4Л2) , Метаболизам кофактора и витамина (ТХ, ЛИПТ2 и ФТЦД), метаболизам аминокиселина (РРМ2, АЗИН2, ДЦТ, АЛАС2 и МАТ1А), биосинтеза и метаболизам гликана (ХС6СТ3 и ГУСБ) и метаболизам угљених хидрата"(ХКДЦ1, ПЦК1 УГДХ и АБАТ). Ових 19 степени обогаћених метаболизмом првенствено су укључени у осетљивост на инсулин, акумулацију липида, складиштење гликогена и потрошњу енергије. Претходне студије су известиле да смањење АЛОКС15 код оштећења јетре код мишева изазваних алкохолом[18], ЦА9 код БАЛБ/Ц мишева [19], ТХин неалкохолна масна болест јетре (НАФЛД)[20], ХКДЦ1[21] и појачана регулација УГДХ [22] могу значајно ублажити оксидативни стрес, акумулацију липида и оштећење јетре. Обарањем НДУФА4Л2 потиснута акумулација РОС ција и апоптоза у ћелијама хепатоцелуларног карцинома (ХЦЦ) [23]. Утишавање РРМ2 инхибира пролиферацију НЦИ-Х929 ћелија [24], а прекомерна експресија ФТЦД потискује пролиферацију ћелија промовишући оштећење ДНК и индукујући ћелијску апоптозу у ХЦЦ ћелијама [25]. Аблација АЦСЛ5 побољшала је осетљивост на инсулин, повећала потрошњу енергије и одложила апсорпцију триглицерида код мишева [26]. Додатак ДЦТ је побољшао стеатозу и упалу јетре повезане са узрастом [27]. Формирање липидних капљица након стимулације вируса масних киселина и хепатитиса Ц у ћелијама за уништавање ПЛА2Г4Ц је поремећено [28]. Смањење регулације ЛИПТ2 инхибира синтезу масних киселина [29]. Повећана регулација АБАТ [30], АЗИН2 [31], Б4ГАЛТ6 [32], ХС6СТ3 [33] и ГУСБ [34] могла би да подстакне разградњу масних киселина и гликогена. Прекомерна експресија АЛАС2 би могла да побољша хематопоетски капацитет јетре [35л, а МАТ1А експримиран у хепатоцитима одржава диференцирано стање ових ћелија [36]. У складу са горе описаним налазима, регулација ових метаболичких гена у нашим резултатима може бити повољна за побољшање метаболизма као одговор на нарингенин.

ПИ3К-Акт сигнални пут може понудити трагове за молекуларни механизам укључен у метаболизам, упалу и оксидативни стрес [37], који игра кључну улогу у одговору на нарингенин. ПИ3К-Акт сигнални пут има различите низводне ефекте на ћелијски метаболизам било директном регулацијом транспортера хранљивих материја и метаболичких ензима или контролом транскрипционих фактора који регулишу експресију кључних компоненти метаболичких путева [38,39], укључујући метаболизам глукозе, биосинтезу макромолекула и одржавање редокс равнотеже. Пријављено је да утишавање ПДГФРБ инхибира активацију и пролиферацију звездастих ћелија јетре и побољшава фиброзу јетре [40]. Очекује се да ће заједничка инхибиција ЦСФ1Р и ФГФР2 појачати антитуморске ефекте циљањем имунолошке евазије и ангиогенезе у микроокружењу тумора [41]. Обарањем ИТГБ4 потиснута је гликолиза у фибробластима повезаним са раком [42]. Генетско рушење ПЦК1 спречило је повећање оксидативног тока, оксидативног стреса и упале изазвано масним киселинама [43], што је такође било у корелацији са сигналним путевима којима управља инсулин [44]. Показало се да прекомерна експресија нуклеарног ЦРЕБ3Л3 изазива системску липолизу, хепатичку кетогенезу и осетљивост на инсулин уз повећану потрошњу енергије [45]. Инхибиција ЦРЕБ3Л1 је наводно блокирала инвазију рака и метастазе [46]. НФкБ је кључни регулатор имуног развоја, имунолошких одговора, упале и рака [47]. Добро је утврђено да супресија НФкБ трансдукује антиинфламаторне сигнале и смањује упалу [48]. У сигналном путу ПИ3К-Акт, наши резултати су показали да нарингенин значајно смањује експресију мРНА ПДГФРБ, ПЦК1, ЦРЕБ3Л1 и НФкБ1 са сродним миРНА (хас-миР-1306-5п и хса-миР{{40} }п) да је значајно смањена. Према томе, наши подаци сугеришу да нарингенин може играти благотворну улогу у антиинфламаторном, антиоксидативном стресу и мелиоративном метаболизму путем инхибиције сигналног пута ПИ3К-Акт.

Ова студија је била прва која је интегрисала анализу мРНА-сек и миРНА-сек у јетри као одговор на нарингенин и пружила перспективу метаболизма у регулацији нарингенина. Што се тиче метаболизма и сигналног пута ПИ3К-Акт, 11 ДЕМ, 30 ДЕГ и 20 парова миРНА-мРНА треба више истраживања за активности нарингенина. Постоје нека ограничења овог истраживања; на пример, ефекти нарингенина зависни од дозе и времена зависни од интеракција миРНА-мРНА су још увек били нејасни. Иако су миРНА анализиране ин силицо предложиле регулаторне капацитете, њихове функције морају бити додатно сертификоване у специфичном контексту унутар живог система. Укратко, пружили смо прелиминарна истраживања која анализирају експресију мРНА и миРНА и профилисање метаболизма. Регулаторни механизам парова миРНА-мРНК могао би бити додатни могући доказ за означавање нутрацеутске вредности нарингенина.

Effects on protection liver of cistanche

4. Материјали и методе

4.1. Хемикалије и реагенси

ХепаРГ ћелијска линија је првобитно купљена од Биопредиц Интернатионал-а (Реннес, Француска). РПМИ-1640 медијум и раствор пеницилин-стрептомицин-глутамина добијени су од Гибцо-а (Гаитхерсбург, МД, САД). Фетални говеђи серум (ФБС) је купљен од Цорнинга (Окленд, Нови Зеланд). Нарингенин и диметил сулфоксид (ДМСО) су из Сигма-Алдрицх (Ст. Лоуис, МО, САД). ТРИзолТМ реагенс је испоручио Тхермо Фисхер (Карлсбад, Калифорнија, САД). Ултрачиста вода је пречишћена Милли-О академским системом за пречишћавање воде (Миллипоре, Бедфорд, МА, САД). Сви остали реагенси су били комерцијализовани производи највишег расположивог аналитичког квалитета.

4.2. Култура ћелија ХепаРГ

ХепаРГ ћелије су засејане при 5×10*ћелија/цм- у плоче са шест бунарчића и узгајане у медијуму РПМИ-1640, култивисане са или без 100 уМ нарингенина током 48 х и допуњене са 10 процената ФБС и 1 проценат антибиотика (100 У/мЛ пеницилина и 100 уг/мЛстрепто-мицина) на 37 степени у влажном 5% ЦО, инкубатору. ЦК-1, ЦК-2, ЦК-3 и ЦК-4 се односе на групу контролне провере; Т-1, Т-2, Т-3 и Т-4 се односе на групу за лечење од 100 μМ нарингенина. Бројеви 1, 2, 3 и 4 представљају узорке из четири независна поновљена експеримента.

4.3 Екстракција укупне РНК

ХепаРГ ћелије су два пута испране ледено хладним физиолошким раствором пуферованим фосфатом (ПБС) и сакупљене са ТРИзолТМ реагенсом како је препоручио произвођач. Тхермо Сциентифиц НаноДропТМ2000 ц спектрофотометри (Вилмингтон, ДЕ, УСА) су коришћени за мерење квалитета и количине РНК сваког узорка у складу са протоколом произвођача.

4.4. Секвенцирање РНК

ИРНК је обогаћена Олиго (дТ) куглицама, затим је обогаћена мРНК фрагментована и реверзно транскриптована у цДНК са насумичним прајмерима помоћу комплета за екстракцију ОиаОуицк ПЦР (Киаген, Венло, Холандија). Молекули РНК у опсегу величине од 18-30 нт обогаћени су електрофорезом у полиакриламидном гелу. Додати су 3' и 5' адаптери, а затим су обогаћене РНК реверзно транскриптоване помоћу комплета за екстракцију КиаКуицк ПЦР, према упутствима произвођача (Киаген, Венло, Холандија). Продукти лигације су одабрани по величини електрофорезом у агарозном гелу. У групи која је примала нарингенин било је четири узорка и четири узорка у контролној групи. Сваки узорак је створио две библиотеке цДНК: једну за мРНА-сек и другу за миРНА-сег. ПЦР амплификовани производи су обогаћени тако да се генерише 16 цДНК библиотека и секвенционирани коришћењем Ⅲлумина ХиСек2500 компаније Генеденово Биотецхнологи Цо. (Гуангџоу, Кина). Подаци о секвенцирању РНК и мале РНК депоновани су у НЦБИ архиву читања секвенци (приступни бројеви од СРР13675952 до СРР13675963).

4.5. кПЦР у реалном времену

Транскрипција мРНК у цДНК је спроведена помоћу ГоСцриптТМ система за реверзну транскрипцију (Промега, Мадисон, ВИ, САД) од 3 уг укупне РНК, према упутствима произвођача. За анализу миРНА, цДНК-синтеза је изведена са миРНА Фирст Странд цДНК Синтхесис (Таилинг Реацтион, Сангон Биотецх, Шангај, Кина) од 2 уг укупне РНК.

са ГоТак® кПЦР Мастер Миком(Промега, Мадисон, ВИ, САД) на ЛигхтЦицлер 480 (Роцхе, Маннхеим, Немачка), према препоруци произвођача. Процедура термичког циклуса почела је иницијалном денатурацијом на 95Ц током 10 мин. Затим је уследило 45 циклуса денатурације у трајању од 10 секунди на 95 степени, везивање прајмера 20 с на 60 степени и елонгација за 20 сати на 72 степена. Процедура је завршена коначним појачавањем на 95 степени за 5с, 65 степени Ц током 1 мин, додавањем корака криве дисоцијације и кораком хлађења. Прајмери ​​су купљени од Сангон Биотецх-а (Шангај, Кина). Секвенце пара прајмера које се користе за валидацију потписа су описане у табелама 3 и 4. Цт-вредности су израчунате у односу на -актин или У6.

image

image

4.6.Биоинформатичка анализа и статистика

ДЕГ и ДЕМ су идентификовани коришћењем софтверског пакета заснованог на Р. Гранична вредност за избор ДЕГ и ДЕМ била је к-вредност (прилагођена п-вредност) мања или једнака 0.05 и промена пута (ФЦ) већа или једнака 2 или мање већи или једнак 0,5. КЕГГ и ГО класификација укључујући молекуларне функције, биолошке процесе и ћелијске компоненте коришћене су за анализу ДЕГ и ДЕМ.

Резултати биолошког теста су представљени у облику средње вредности ± СД на основу четири независна експеримента у ГрапхПад Присм 8.

Додатни материјали: Следеће је доступно на мрежи на хттпс://ввв.мдпи.цом/1422-0 067/22/5/2292/с1: Табела С1, Идентификација 1037 различито експримираних мРНК као одговор на нарингенин; Табела С2, Идентификација 234 различито експримиране миРНК као одговор на нарингенин; Табела С3, Идентификација 5607 негативних миРНА-мРНА парова као одговор на нарингенин, са учешћем 216 ДЕМ и 681 ДЕГ укупно

Референце

1. Салехи, Б.; Фокоу, ПВТ Тхерапеутиц Потентиал оф Нарингенин: Ревиев оф Цлиницал Триалс. Пхармацеутицалс 2019, 12, 11. [ЦроссРеф] [ПубМед]

2. Баи, И.; Пенг, В.; Ианг, Ц.; Зоу, В.; Лиу, М.; Ву, Х.; Фан, Л.; Ли, П.; Зенг, Кс.; Су, В. Пхармацокинетицс анд Метаболисм оф Нарингин анд Ацтиве Метаболите Нарингенин ин Ратс, Догс, Хуманс, анд тхе Дифференцес Бетвеен Специес. Фронт. Пхармацол. 2020, 11, 364. [ЦроссРеф]

3. Јосхи, Р.; Кулкарни, ИА; Ваиркар, С. Фармакокинетички, фармакодинамички и аспекти формулације Нарингенина: ажурирање. Лифе Сци. 2018, 215, 43–56. [ЦроссРеф]

4. Хернандез-Акуино, Е.; Муриел, П. Повољни ефекти нарингенина у болестима јетре: Молекуларни механизми. Свет Ј. Гастроентерол. 2018, 24, 1679–1707. [ЦроссРеф]

5. Ванг, К.; Оу, И.; Ху, Г.; Вен, Ц.; Иуе, С.; Цхен, Ц.; Ксу, Л.; Ксие, Ј.; Даи, Х.; Ксиао, Х.; ет ал. Нарингенин ублажава неалкохолну масну болест јетре тако што регулише НЛРП3/НФ-κБ пут код мишева. Бр. Ј. Пхармацол. 2020, 177, 1806–1821. [ЦроссРеф]

6. Кхан, ТХ; Ганаие, МА Нарингенин спречава токсичност изазвану доксорубицином у ткивима бубрега регулацијом оксидативног и инфламаторног увреда код пацова Вистар. Арцх. Пхисиол. Биоцхем. 2020, 126, 300–307. [ЦроссРеф]

7. Ванг, Ј.; Динг, И.; Зхоу, В. Албумин само-модификовани липозоми за терапију фиброзе јетре путем СПАРЦ-зависних путева. Инт. Ј. Пхарм. 2020, 574, 118940. [ЦроссРеф]

8. Кометси, Л.; Говендер, К.; Мофо Мато, ЕП; Хурцхунд, Р.; Овира, ПМО Смањењем оксидативног стреса, нарингенин ублажава појачану регулацију јетреног нуклеарног фактора еритроидног 2-протеина повезаног са фактором 2 изазваном хипергликемијом. Ј. Пхарм. Пхармацол. 2020, 72, 1394–1404. [ЦроссРеф] [ПубМед]

9. Росино, МГ; Цасини, Г. Нутрацеутицалс фор тхе Треатмент оф Диабетиц Ретинопатија. Нутриентс 2019, 11, 771. [ЦроссРеф] [ПубМед]

10. Хернандез-Акуино, Е.; Куезада-Рамирез, МА; Силва-Оливарес, А.; Цасас-Грајалес, С.; Рамос-Товар, Е.; Флорес-Белтран, РЕ; Сеговиа, Ј.; Схибаиама, М.; Муриел, П. Нарингенин ублажава прогресију фифиброзе јетре преко инактивације звездастих ћелија јетре и профиброгених путева. ЕУР. Ј. Пхармацол. 2019, 865, 172730. [ЦроссРеф] [ПубМед]


Можда ти се такође свиђа