Summary

角膜上皮創傷治癒中の熱ショックタンパク質27の機能のRNA干渉ベースの調査

Published: September 27, 2016
doi:

Summary

Herein, we present a protocol to use heat shock protein 27 (HSP27)-specific small interfering RNA to assess the function of HSP27 during corneal epithelial wound healing. RNA interference is the best method for effectively knocking-down gene expression to investigate protein function in various cell types.

Abstract

Small interfering RNA (siRNA) is among the most widely used RNA interference methods for the short-term silencing of protein-coding genes. siRNA is a synthetic RNA duplex created to specifically target a mRNA transcript to induce its degradation and it has been used to identify novel pathways in various cellular processes. Few reports exist regarding the role of phosphorylated heat shock protein 27 (HSP27) in corneal epithelial wound healing. Herein, cultured human corneal epithelial cells were divided into a scrambled control-siRNA transfected group and a HSP27-specific siRNA-transfected group. Scratch-induced directional wounding assays, and western blotting, and flow cytometry were then performed. We conclude that HSP27 has roles in corneal epithelial wound healing that may involve epithelial cell apoptosis and migration. Here, step-by-step descriptions of sample preparation and the study protocol are provided.

Introduction

それらは同時に縁と角膜上皮の基底層の細胞に置き換えられている間に角膜上皮細胞(のCEC)を連続的に、涙液膜に流されている。1様々な外因性ストレスが、のCECのアポトーシスおよび落屑を誘発することができる。2熱ショックタンパク質(HSP)高度に保存され、分子サイズに係る二のファミリーに分類することができる。3最大HSPファミリーは、HSP90、HSP70およびHSP60を含み、より小さいファミリーはHSP27を含む4 HSP27のリン酸化が細胞の生存に重要な役割を果たすことが知られていますそして、理由アクチンリモデリングにおけるこのタンパク質の役割の細胞移動のために必要とされる。5-7。したがって、我々は、上皮創傷治癒のin vitroモデルでCECの移行とアポトーシスにおけるHSP27のリン酸化の潜在的な役割をテストしようとしました。

RNA干渉(RNAi)小さいまたは短い干渉RNAのいずれかを使用して(siRNA)がGEを持っていますそれが潜在的に可能にするように両方の基礎および応用生物学のnerated関心は、目的の任意の遺伝子の発現をノックダウンする。8ここで、我々はCEC創傷治癒およびアポトーシスに対するHSP27の寄与を評価するために、HSP27特異的siRNAを使用しました。細胞における遺伝子ノックダウンのための従来のRNAi法は、siRNAを作成するために組み立てることができる2つの未修正の21-merのオリゴヌクレオチドを含む合成RNA二重鎖を、使用しています。我々は、この本研究で使用したRNAi siRNAは、細胞をトランスフェクトするための単純かつ非常に効率的な方法であり、この試薬は、種々の不死化細胞株と連動します。この本研究では、我々は、傷誘導性の方向性創傷アッセイ、ウェスタンブロッティング、siRNAトランスフェクションアッセイ、免疫蛍光アッセイを含む、この分析のために使用される方法を、デモンストレーション、およびフローサイトメトリー。

Protocol

1.細胞株 6ウェルプレートで培養10 6テロメラーゼ不死化ヒト角膜上皮細胞(HCECs):気管支上皮増殖培地(BEGM)を使用して、5%CO 2雰囲気で37℃のインキュベーター中(密度1039.9セル/ mm 2)となるまで彼らは、95%のコンフルエンスに達します。 2.ウェスタンブロット分析上皮スクラッチ傷を作成した後コンフルエント培養HCECs?…

Representative Results

リン酸化HSP27の発現が有意に無傷HCECs 13と比較して創傷スクラッチした後、5から10に増加し、30分。ウェスタンブロット分析は、Baxの発現が有意にHSP27特異的siRNAでトランスフェクトHCECs( 図1A-E)で増加したのに対し、リン酸化HSP27及びリン酸化Aktの発現は両方の有意に減少したことが明らかになりました。 ( 図1A-Bリン酸化HSP27の発現?…

Discussion

In this present study, we evaluated the potential role of HSP27 in corneal epithelial wounding using in vitro approaches. The critical steps involved siRNA transfection for HSP27 knock-down to observe the function of HSP27 in cells subjected to stress. Notably, a role for HSP27 was revealed by these experiments in epithelial cell migration and apoptosis during corneal epithelial wound healing. Unlike previous studies10 that used rat HSP27-specific siRNA to transfect vascular smooth muscle cells, we us…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、医学、ソウル、韓国の蔚山大学の大学の学生の研究助成(13-14)と牙山生命科学研究所、ソウル、韓国からの助成金(2014から464)によってサポートされていました。

Materials

Biological safety cabinet CHC LAB Co.Ltd,  Daejeon, Republic of Korea  CHC-777A2-06 Class II, Type A2 
Stealth RNAi™ siRNA Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA RNAi siRNA; scrambled control-siRNA and HSP27-specific siRNA
BEGMTM Lonza, Inc., Walkersville, MD CC-3171, CC4175 Bronchial epithelium growth medium 
Protease inhibitor  Sigma-Aldrich, Inc., St. Louis, MO P8340 ,P7626 1 uM Pepstatin A, 1 uM Leupetin, 0.1 uM Aprotin
Bradford protein assay  Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA #500-0001 Bradford protein assay 
Nitrocellulose filters  Amersham, Little Chalfont, UK RPN3032D Western blotting membrane
Non-phosphorylated HSP27  Abcam Inc., Cambridge, MA ab12351 1:1000 dilution (Total HSP27)
Phosphorylated HSP27 (Ser85) Abcam Inc., Cambridge, MA ab5594 1: 1000 dilution HSP27 was phosphorylated at Ser85
Lipofectamine® RNAiMAX reagent  Invitrogen, Carlsbad, CA 13-778-075 Transfection reagent
Phosphorylated Akt (Ser473) Cell Signaling Technology, Danvers, MA No. 4060 1: 1000 dilution Akt was phosphorylated at Ser473 (cell survival marker)
Non-phosphorylated Akt  Cell Signaling Technology, Danvers, MA No. 4061 1:1000 dilution (Total Akt)
Bcl-2-associated X protein  Cell Signaling Technology, Danvers, MA No. 4062 1: 1000 (anti-apoptotic protein marker)
GAPDH Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA No. 4063 1:1000 loading control  marker (house keeping gene)
Horseradish peroxidase-conjugated goat anti-rabbit antibodies Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA NCI1460KR 1:10000 dilution
OPTI-MEM Invitrogen, Carlsbad, CA 31985 reduced serum medium for transfection
Image analysis software Olympus, Inc., Tokyo, Japan Image-Pro Plus 5.0
Skimed milk powder  Carl Roth GmbH + Co. KG, Karlstruhe, Germany T145.2
Tris  Amresco LCC, Inc. Solon, OH No-0497
Sodium Chloride  Amresco LCC, Inc. Solon, OH No-0241
Six well culture plate Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA 140675 35.00 mm diameter / well
24-well culuture dish Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA 142475
Orbital shaker N-Bioteck, Inc., Seoul, South Korea NB1015
Bovine serum albumin Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA sc-2323 
BDFACSCantoTM II BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ Flow cytometry
X-Ray Film Kodak, Rochester, NY Medical X-Ray Cassette with Green 400 Screen 
western blotting luminol reagent Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA sc-2048 
FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit I BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ 556547

References

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Cite This Article
Yoo, A., Park, H., Kang, S., Kim, E., Tchah, H., Kim, J. Y. RNA Interference-based Investigation of the Function of Heat Shock Protein 27 during Corneal Epithelial Wound Healing. J. Vis. Exp. (115), e54280, doi:10.3791/54280 (2016).

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