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.2017年5月5日5:8:15182。
doi:10.1038/ncomms15182。

糖尿病妊娠中蛋白激酶C-α通过miR-129-2抑制自噬并诱导神经管缺陷

王芳（Fang Wang） 1, 程旭 1, 艾伯特·里斯 1 2, 李学政 1, 吴延庆 1, 克里斯托弗·哈曼 1, 余景文 1, 道音洞 1, 王成（音译） 3, 杨鹏华 1, 钟建祥 1, 杨培新 1 2
附属公司

糖尿病妊娠中蛋白激酶C-α通过miR-129-2抑制自噬并诱导神经管缺陷

王芳（Fang Wang）等。 国家公社. .

摘要

基因缺失诱导的自噬缺陷导致神经管缺陷（NTD），类似于糖尿病妊娠。在这里，我们报道了糖尿病在小鼠发育神经上皮中调节的关键自噬调节因子。糖尿病主要导致NTD胚胎前脑和中脑的出脑，诱导神经上皮细胞凋亡并抑制自噬。删除编码PKCα的Prkca基因，可以逆转糖尿病诱导的自噬损伤、细胞器应激和凋亡，从而降低NTD。PKCα增加miR-129-2的表达，miR-129-2是自噬的负调控因子。miR-129-2通过直接靶向PGC-1α来抑制自噬，PGC-1是线粒体功能的正调控因子，而线粒体功能受到母亲糖尿病的干扰。PGC-1α通过刺激神经上皮细胞的自噬来支持神经形成。这些发现确定了两种负性自噬调节因子PKCα和miR-129-2，它们介导导致NTD的高血糖致畸性。我们还揭示了PGC-1α通过促进自噬和改善高血糖诱导的NTD在胚胎发育中的作用。

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作者声明没有竞争性的经济利益。

数字

图1
图1。正常和NTD胚胎中的神经上皮细胞凋亡。
(一)组织切片平面指标b条E10.5胚胎用于细胞凋亡检测。红线表示右侧所示的剖切级别。对于每个胚胎，从上到下选择五个部分来检测前脑、中脑、后脑和脊髓中的凋亡细胞。比例尺：300 微米。(b条)典型的TUNEL分析图像显示前脑、中脑、后脑和脊髓切片中的凋亡细胞（红点）。细胞核用DAPI（蓝色）染色。比例尺：300 微米和70 μm，用于扩大的盒装区域。(c（c）)在相应的大脑区域中，每个切片TUNEL阳性细胞的数量（每个胚胎每个区域的三个连续切片，以及三只母鼠的三个胚胎进行了分析）。ND，非糖尿病母鼠；糖尿病、糖尿病母鼠；NTD，无脑*表示显著差异(P（P）<0.05）与ND组相比，采用Tukey检验进行单因素方差分析。
图2
图2。正常和NTD胚胎神经上皮发育中的自噬。
(一)组织切片平面指标b条。红线表示以下所示部分的标高。对于每个胚胎，从上到下选择五个部分来检测自噬水平，每张图片中显示前脑、中脑、后脑和脊髓。比例尺：300 微米。(b条)显示前脑、中脑、后脑和脊髓切片中自噬水平（绿色LC3-GFP点）的代表性图像。非糖尿病（ND）和糖尿病（DM）雌性与GFP-LC3转基因雄性交配的E10.5胚胎用于自噬检查。比例尺：300 微米。在图4的高倍图像中，可以清楚地看到单个绿色LC3-GFP点。(c（c）)使用ImageJ软件对中脑和前脑相应脑区的相对自噬水平进行荧光强度量化（分析每个胚胎每个区域的三个连续切片，以及三只母鼠的三个胚胎）。ND，非糖尿病胚胎；糖尿病、糖尿病胚胎；NTD，前脑*表示显著差异(P（P）<0.05）与ND组相比，采用Tukey检验进行单因素方差分析。
图3
图3。SOD1阻断糖尿病诱导的ROS和普尔科卡删除可改善糖尿病诱导的NTD。
二氢乙硫铵（DHE）染色和超氧化物定量(一)磷酸化PKCα的免疫染色(b条)胚胎切片的E8.75神经上皮（V形结构）。所有细胞核用DAPI（蓝色）染色。比例尺=70 微米。在一,b条使用ImageJ软件对每组三只不同母鼠的三个胚胎进行荧光强度分析和量化(N个=3). (c（c）)ND WT和ND E10.5胚胎的形态普尔科卡−/−、DM WT和DM普尔科卡−/−小鼠和E10.5胚胎中的NTD率。比例尺=1 mm.红色箭头表示有脑。下面板：上面板中胚胎的正面部分，显示一个开放的神经管。(d日)血糖浓度。N个对于c（c）,d日，数字(N个)每种情况下的胚胎数量和统计分析见补充表1。糖尿病；ND，非糖尿病；WT，野生型*表示显著差异(P（P）<0.05）与ND组进行单向方差分析后进行Tukey检验(一,b条)和方形试验(c（c）).
图4
图4。普尔科卡缺失逆转了母亲糖尿病诱导的自噬损伤。
(一)电镜照片显示E8.75神经上皮细胞中的两个自噬体。比例尺=100 微米。用电子显微镜（型号：Joel JEM-1200EX）在12K分辨率下拍摄EM照片。每张图片覆盖9.7 微米2地区。计算每幅图像上自噬体和细胞的数量，得到每个细胞的自噬体量值。每组对来自不同母亲的每个胚胎和三个胚胎的五张图像进行量化。对四组共86个自噬体进行计数。(b条)胚胎切片E8.75神经上皮细胞中直径大于或等于20像素的GFP-LC3点状病灶（绿点）的定量数据。细胞核用DAPI（蓝色）染色。比例尺=3.5 微米。(c（c）)E8.75胚胎中LC3-II丰度。所有实验均使用三只不同母鼠的三个胚胎进行(N个=3）和图一–c（c）显示了所有数据的摘要。(d日–（f）)使用细胞-ID染色（绿色）对C17.2神经干细胞中自噬体的代表性图像和定量。caPKCα：组成活性PKCα。pcDNA3:caPKCα的主干载体。SAG（1-硬脂酰-2-花生四烯醇-sn-甘油）：一种药理PKCα激活剂。DMSO：SAG的车辆控制。控制：5 mM葡萄糖；高糖（HG）:25 mM葡萄糖。在（f）PKCαsiRNA敲除逆转了高葡萄糖抑制的自噬。在d日–（f）实验重复了三次(N个=3). 比例尺=15 微米*表明与其他组或多个组相比，在Tukey检验后的单因素方差分析中存在显著差异(一–c（c）,（f）)和t吨-测试(d日,e（电子）).P（P）<0.05.
图5
图5。删除普尔科卡该基因恢复线粒体功能。
(一)胚胎切片中线粒体缺陷率和线粒体总数。线粒体缺陷率=缺陷线粒体数量除以每个图像区域的线粒体总数（图像大小：9.43 微米2)根据补充图2中缺陷线粒体和正常线粒体的图像，在神经上皮细胞中进行检测。三个胚胎的神经上皮(N个=3）来自不同大坝的数据。分析了每个胚胎的三个连续切片。影响普尔科卡Bak蛋白丰度的基因缺失(b条)，Bax(c（c）)、美洲狮(d日)和Bim(e（电子）)在E8.75胚胎的分离线粒体中。蛋白质丰度条形图是来自三个独立实验的定量数据*与其他组相比，经Tukey检验后的单因素方差分析表明存在显著差异。P（P）<0.05.
图6
图6。普尔科卡基因缺失可恢复细胞内环境稳定并阻止细胞凋亡。
磷酸化（p-）PERK和p-IRE1α的蛋白质丰度(一); p-eIF2α和CHOP(b条); 裂解半胱天冬酶8(c（c）)和半胱天冬酶3(d日)在E8.75胚胎中。蛋白质丰度条形图是来自三个独立实验的定量数据。E8.75胚胎中TUNEL分析的代表性图像(e（电子）). DAPI标记凋亡细胞为红色，细胞核为蓝色。致密的蓝色V形区域是神经板。体轴的水平位于后脑水平。条形图显示凋亡细胞数量的量化。用五个胚胎重复实验(N个=5）来自不同的母鼠，从每个胚胎中获得五张图像。比例尺=70 微米。糖尿病；ND，非糖尿病；WT，野生型*与其他组相比，经Tukey检验后的单因素方差分析表明存在显著差异。P（P）<0.05.
图7
图7。PKCα通过上调miR-129-2介导糖尿病对PGC-1α的抑制作用。
影响普尔科卡缺失（PKCα−/−)上的PPARGC1A公司（PGC-1α）mRNA(一)和PGC-1α蛋白丰度(b条)在E8.75胚胎中(N个=3）来自不同大坝。糖尿病；ND，非糖尿病；WT，野生型。PKCαsiRNA敲除对神经干细胞培养中PGC-1α蛋白丰度的影响(c（c）)和组成活性PKCα（caPKCα）(d日). miR-129-2模拟物对PGC-1α蛋白和mRNA丰度的影响(e（电子）,（f）)和miR-129-2抑制剂(克,小时)在C17.2神经干细胞中。(我,j个)RNA免疫沉淀分析中miR-129-2和PGC-1αmRNA的水平。用AGO2抗体降低E8.75胚胎中的RNA诱导沉默复合物（RISC），然后检测输入物和免疫沉淀物中miR-129-2和PGC-1αmRNA的水平。caPKCα模拟了高糖（25 mM）表达miR-129-2(k个). PKCαsiRNA敲除阻断高葡萄糖诱导的miR-129-2表达(我). 在c（c）–我实验独立进行了三次(N个=3). 影响普尔科卡miR-129-2丰度缺失(米)使用三个胚胎(N个=3）来自不同大坝。在我,j个三窝(N个=3）。*与其他组相比，经Tukey检验后的单因素方差分析表明存在显著差异。P（P）<0.05.
图8
图8。PPARGC1A公司过度表达可恢复自噬并抑制NTD的形成。
(一)转基因构建物PPARGC1A公司（PGC-1α）转基因小鼠系和E8.5 V型神经板中GFP蛋白的绿色信号PPARGC1A公司+胚胎。身体轴的水平位于后脑水平。比例尺：70 微米。(b条)胚胎切片E8.75神经上皮细胞中的自噬体数量。每组对来自不同母亲的每个胚胎和三个胚胎的五张图像进行量化。对四组共81个自噬体进行计数。(c（c）)E8.75胚胎中LC3-II的丰度。(d日)E8.75神经上皮细胞中GFP-LC3点状病灶（绿点）的定量数据。细胞核用DAPI（蓝色）染色。比例尺=3.5 微米。所有实验均独立进行三次(N个=3）使用不同母体的胚胎，以及b条–d日显示了所有数据的摘要。(e（电子）)GFP-LC3 HeLa报告细胞中直径大于或等于20像素的点状病灶（绿点）和线粒体质量（Mito-ID红色信号）的代表性图像和定量数据。比例尺=15 微米*表示与前一时间点相比存在显著差异。(（f）)代表自噬体的细胞ID染色点状的代表性图像，以及点状的定量。比例尺=3.5 微米。在e（电子）,（f）实验进行了三次(N个=3). (克)非糖尿病（ND）和糖尿病（DM）患者与PGC-1α转基因雄性交配后的血糖浓度。(小时)E10.5胚胎中的NTD率。N个对于克,小时如补充表2所示。单向方差分析，然后进行Tukey测试(b条–e（电子）),t吨-测试(（f）,克)和方形试验(小时)使用了*P（P）<0.05.
图9
图9。PPARGC1A公司过度表达可防止糖尿病诱导的细胞器应激和凋亡。
(一)野生型（WT）和PGC-1α过度表达胚胎的线粒体总数（Mito）和缺陷线粒体百分比（缺陷线粒体数量除以线粒体总数）。PGC-1α转基因雄性与非糖尿病（ND）和糖尿病（DM）雌性交配，产生WT和PGC-1 a过度表达的胚胎。(b条)线粒体基因在整个胚胎中的mRNA丰度：Cox5b、Nrf1、Tfam、Sox2。p-IRE1α和CHOP的蛋白质丰度(c（c）)，裂解半胱天冬酶8(d日)和半胱天冬酶3(e（电子）)在E8.75胚胎中。蛋白质丰度条形图是来自三个独立实验的定量数据。E8.75胚胎中TUNEL分析的代表性图像(（f）). 凋亡细胞用红色标记，细胞核用DAPI用蓝色标记。密集的蓝色V形区域是神经板。身体轴的水平位于后脑水平。条形图显示凋亡细胞数量的量化。使用五个胚胎重复实验(N个=5）来自不同的母鼠，从每个胚胎中获得五张图像。比例尺为30 微米。在一–e（电子）实验用三只不同母鼠的胚胎重复了三次(N个=3）每组*表示显著差异(P（P）<0.05）与其他组相比，进行了单因素方差分析和Tukey检验。(克)是一个示意图，描述了母体糖尿病诱导的PKCα-miR-129-2-PGC-1α途径在自噬损伤中导致线粒体功能障碍、内质网应激、凋亡和NTD形成。PKCα上调miR-129-2，后者又下调PGC-1α。PKCα和miR-129-2抑制自噬，而PGC-1α刺激自噬。
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    1. Greene N.D.&Copp A.J.神经管缺陷。每年。神经科学评论。37, 221–242 (2014).-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Correa A.等人，《糖尿病与出生缺陷》。Am.J.Obset.美国律师协会。妇科。199，237.e1–237.e9（2008）。-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Becerra J.E.、Khoury M.J.、Cordero J.F.和Erickson J.D.妊娠期糖尿病与特定出生缺陷风险：一项基于人群的病例对照研究。《儿科》85，1-9（1990）。-公共医学
    1. Ramos-Arroyo M.A.、Rodriguez-Pinilla E.和Cordero J.F.产妇糖尿病：特定出生缺陷的风险。欧洲流行病学杂志。8, 503–508 (1992).-公共医学
    1. Codogno P.为自噬发光。自然反相摩尔电池。《生物学》第15期，第153页（2014年）。-公共医学

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