ω-3不饱和脂肪酸影响树突状细胞microRNAs表达谱及其生物信息学预测

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目的:树突状细胞(dendritic cells,DC)是一种重要的抗原提呈细胞,在激发固有免疫和获得性免疫中都具有重要的作用。在炎症性肠病和移植物抗宿主反应中,树突状细胞的激活也扮演不可替代的角色。ω-3多不饱和脂肪酸可以通过抑制树突状细胞的激活、诱导机体产生免疫耐受、抑制炎症反应从而发挥重要的免疫抑制作用。microRNAs作为重要的基因调控分子可以影响树突状细胞从分化成熟到发挥抗原提呈功能的全过程。Omega-3多不饱和脂肪酸(ω-3PUFAs)可以影响多种细胞中多种microRNAs的表达,也可以影响人外周血或其他动物外周血及细胞的microRNAs表达谱,调节多个信号通路和细胞功能。因而我们猜想ω-3多不饱和脂肪酸可能是通过改变树突状细胞microRNAs的表达,进而改变多种细胞功能和信号通路,影响树突状细胞的成熟和抗原提呈能力。方法:1、使用10ng/ml的GM-CSF和10ng/ml IL-4诱导培养C57/小鼠骨髓前体细胞7天得到未成熟树突状细胞;2、细胞培养:用ω-3多不饱和脂肪酸处理树突状细胞24小时,最后加入一定量脂多糖刺激细胞以使之成熟,之后进行细胞收集用于下一步实验;3、相应ω-3不饱和脂肪酸处理树突状细胞,抽提总RNA进行RNA芯片检测以获得microRNAs表达谱,比较EPA,DHA处理之后与成熟组microRNAs表达谱的差异;4、通过使用实时荧光定量核酸扩增检测系统(qPCR)验证已经获得的芯片结果,挑选出符合芯片结果的microRNAs;5、通过使用生物信息学检测工具DAVID工具进行基因本体分析(Gene Ontology)和KEGG信号通路分析程序,分析差异表达的microRNAs调控树突状细胞的功能及其靶蛋白和相关信号通路。随后验证ω-3多不饱和脂肪酸对树突状细胞成熟影响;6、通过western blotting检测在多种ω-3多不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸处理树突状细胞后其p-38磷酸化水平的改变;7、流式细胞术检测树突状细胞在予多种不同ω-3多不饱和脂肪酸处理后CD80、CD83、CD86的变化;8、ELISA检测细胞培液中细胞因子IL-6、IL-10、IL-12以及TNF-α的水平,从而探究ω-3PUFAs对树突状细胞的影响。结果:1、与成熟组相比,ω-3多不饱脂肪酸处理可以促使树突状细胞microRNAs表达谱发生显著改变,DHA和EPA处理之后分别有181个microRNAs和201个microRNAs发生改变,筛选出常见的microRNAs通过Q-PCR 验证。DHA 组上调的 microRNAs 有:miR-326、miR-329、let-7d、miR-302b、miR-125b-1-3p;下调的有:miR-674、miR-300、miR-155-5p、miR-338-3p-2。EPA 处理组上调的 microRNAs 有:miR-199a-3p、miR-488-3p、miR-370-3p、miR-451a-3p、miR-493-3p、miR-125b-3p;下调的有:miR-690、miR-301a、miR-338-3p、miR-511-3p、miR-33-3p、miR-155-5p;这些差异表达的microRNAs调节的树突状细胞生物学行为主要集中在树突状细胞基础代谢和其他代谢,其对树突状细胞靶蛋白的调控主要集中在MAPK、PI3K/Akt、TGF-β以及Notch等信号通路中的蛋白;2、与成熟组相比,ω-3多不饱和脂肪酸可以下调MAPK信号通路中p-38的磷酸化水平;3、ω-3PUFAs处理后可以下调树突状细胞表面分子CD80和CD86的表达,但对CD83的表达并无影响;4、ω-3多不饱和脂肪酸处理之后的树突状细胞分泌IL-6、IL-12及TNF-α等细胞因子的能力下降;结论:1、ω-3PUFAs可以改变树突状细胞的microRNAs表达谱,而这些改变的microRNAs的靶向蛋白主要集中在MAPK、PI3K/Akt、TGF-β以及Notch信号通路,这些通路多与树突状细胞激活相关;2、ω-3PUFAs可以影响树突状细胞的成熟。
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