Summary

Kornea Epitel Yara İyileşmesi sırasında Isı Şoku Protein 27 Fonksiyon RNA Girişim tabanlı İncelenmesi

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

Aynı anda limbusta ve kornea epitel bazal tabakadan hücreler tarafından değiştirilir ise kornea epitel hücreleri (kurulları) sürekli gözyaşı içine dökülürler. 1 Çeşitli dışsal stres CDKÖ apoptozunu ve deskuamasyon uyarabilir. 2 ısı şok proteinleri (HSPler) yüksek ölçüde korunmuş ve molekül büyüklüğüne göre iki aile ayrılabilir. 3 büyük HSP ailesi HSP90, HSP70 ve HSP60, ve daha küçük bir aile Hsp27 içerir içerir. 4. Hsp27 fosforilasyon hücre canlılığı ile önemli bir rol oynadığı bilinmektedir çünkü aktin yeniden bu proteinin rolü hücre göçü için gereklidir. 5-7 Bu nedenle, epitel yara iyileşmesi bir in vitro modelinde MSK göç ve apoptoz Hsp27 fosforilasyonunun potansiyel rolünü test etmek için çalışmıştır.

RNA enterferans (RNAi), küçük veya kısa müdahale RNA'lar kullanılarak (siRNA) ge sahiptirpotansiyel verir gibi hem temel ve uygulamalı biyoloji nerated ilgi, ilgi herhangi bir genin ifadesi çaldı aşağı olmak. 8 Burada, MSK yara iyileşmesi ve apoptoz ile Hsp27 katkısını değerlendirmek için Hsp27 özel siRNA kullanılır. hücrelerinde gen knock-down Geleneksel RNAi yöntemler siRNA'lar oluşturmak için monte edilebilir, iki modifiye edilmemiş 21-mer oligonükleotitlerin de dahil olmak üzere, sentetik RNA çiftleri kullanmak. Bu, bu çalışmada kullanılan RNAi siRNA hücreleri transfekte etmek üzere, basit ve oldukça etkili bir yöntem olup, bu reaktif, çeşitli ölümsüz hücre çizgileri ile birlikte çalışır. Bu bu çalışmada, bir çizik kaynaklı yönlü yara deneyi, batı blot, siRNA transfeksiyon deneyinde, immunfloresans yöntemi de dahil olmak üzere, bu analiz için kullanılan yöntemler, göstermek ve akım sitometri.

Protocol

1. Hücre Hattı 6-çukurlu plaka içinde kültürü 10 6 telomeraz-ölümsüzleştirilmiş insan kornea epitel hücreleri (HCECs) bronşiyal epitel büyüme ortamı (Begm) kullanılarak% 5 CO2 atmosferi ile 37 ° C kuluçka makinesi içinde (yoğunluk 1039,9 hücre / mm2 kadar) onlar% 95 izdiham ulaşmak. 2. Western Blot Analizi Epitel Scratch yaralar oluşturma sonra Streak steril 200 ul pipet konfluent kültürlü HCECs bir kuyu…

Representative Results

Fosforile Hsp27 ifadesi anlamlı 5, 10 arttı ve sıfırdan 30 dakika sonra yaralı olmayan HCECs 13 ile karşılaştırıldığında yaralama. Western blot analizi, Bax ekspresyonu anlamlı Hsp27 özgü siRNA transfekte HCECs (Şekil 1A-D) 'de artmıştır, oysa fosforile Hsp27 ve fosforile Akt ekspresyon hem de önemli ölçüde azalır olduğunu göstermiştir. Fosforile Hsp27 sentezleme% 30 ve 40 10 nM ve% Hsp27 özgü 50 nM siRNA transfekte edilmiş h…

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

Bu çalışma Tıp Seul, Kore Ulsan College Üniversitesi Öğrenci Araştırma Grant (13-14) ve Asan Yaşam Bilimleri Enstitüsü, Seul, Kore bir hibe (2014-464) tarafından desteklenmiştir.

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

  1. Dua, H. S., Gomes, J. A., Singh, A. Corneal epithelial wound healing. Br. J. Ophthalmol. 78 (5), 401-408 (1994).
  2. Estil, S., Primo, E. J., Wilson, G. Apoptosis in shed human corneal cells. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 41 (11), 3360-3364 (2000).
  3. Guay, J., et al. Regulation of actin filament dynamics by p38 map kinase-mediated phosphorylation of heat shock protein 27. J. cell. Sci. 110, 357-368 (1997).
  4. Park, J. W., et al. Differential expression of heat shock protein mRNAs under in vivo glutathione depletion in the mouse retina. Neurosci. Lett. 413 (3), 260-264 (2007).
  5. Rane, M. J., et al. Heat shock protein 27 controls apoptosis by regulating Akt activation. J. Biol. Chem. 278 (30), 27828-27835 (2003).
  6. Shin, K. D., et al. Blocking tumor cell migration and invasion with biphenyl isoxazole derivative KRIBB3, a synthetic molecule that inhibits Hsp27 phosphorylation. J. Biol. Chem. 280 (50), 41439-41448 (2005).
  7. Jain, S., et al. Expression of phosphorylated heat shock protein 27 during corneal epithelial wound healing. Cornea. 31 (7), 820-827 (2012).
  8. Alekseev, O. M., Richardson, R. T., Alekseev, O., O’Rand, M. G. Analysis of gene expression profiles in HeLa cells in response to overexpression or siRNA-mediated depletion of NASP. Reprod. Biol. Endocrinol. 7, 45 (2009).
  9. Park, H. Y., Kim, J. H., Lee, K. M., Park, C. K. Effect of prostaglandin analogues on tear proteomics and expression of cytokines and matrix metalloproteinases in the conjunctiva and corea. Exp. Eye. Res. 94 (1), 13-21 (2012).
  10. Voegeli, T. S., Currie, R. W. siRNA knocks down Hsp27 and increases angiotensin II-induced phosphorylated NF-kappaB p65 levels in aortic smooth muscle cells. Inflamm. Res. 58 (6), 336-343 (2009).
  11. Shi, B., Isseroff, R. R. Arsenite pre-conditioning reduces UVB-induced apoptosis in corneal epithelial cells through the anti-apoptotic activity of 27 kDa heat shock protein (HSP27). J. Cell. Physiol. 206 (2), 301-308 (2006).
  12. Shen, E. P., et al. Comparison of corneal epitheliotrophic capacity among different human blood-derived preparations. Cornea. 30 (2), 208-214 (2011).
  13. Song, I. S., et al. Heat shock protein 27 phosphorylation is involved in epithelial cell apoptosis as well as epithelial migration during corneal epithelial wound healing. Exp Eye Res. 118 (1), 36-41 (2014).

Play Video

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).

View Video