《Scientific Reports》:Identification of a novel real-time PCR reference gene panel for EA.hy926 endothelial cells in different growth States and with DHA treatment
编辑推荐:
本研究针对EA.hy926内皮细胞在不同生长状态(增殖态/静息态)及DHA处理下缺乏稳定内参基因的问题,通过转录组数据筛选联合多算法验证,首次发现CAPZB与FBXO7为最优内参组合。该面板显著提升内皮标志物表达检测灵敏度,为血管生物学研究提供精准标准化工具,填补领域空白。
内皮细胞是血管壁的守护者,其功能失调与动脉粥样硬化、糖尿病等多种疾病密切相关。EA.hy926细胞系作为人类大血管内皮模型,可模拟体内功能紊乱和静息状态,是研究血管病理的重要工具。然而,实时定量PCR(RT-qPCR)作为基因表达分析的“金标准”,其准确性高度依赖稳定的内参基因(又称看家基因)。传统内参基因如ACTB(β-肌动蛋白)或RNA18S(18S核糖体RNA)在不同细胞状态或处理下可能出现表达波动,导致结论偏差。尤其当细胞接触DHA(二十二碳六烯酸)——一种具有心血管保护作用的Omega-3脂肪酸时,基因表达模式更易受干扰。目前,尚无针对EA.hy926细胞在生长状态转换及DHA干预下的内参基因系统验证,这严重限制了相关研究的可靠性。
为解决这一瓶颈,由Shiqi Huang、Samritha Raman Sivakumar、Jordan Charney等组成的研究团队在《Scientific Reports》发表论文,通过整合RNA测序(RNA-seq)与多算法评估,首次筛选出适用于EA.hy926细胞的内参基因组合。研究团队从RNA-seq数据中初筛18个候选基因,结合8个常用内参基因和1个数据库基因,共27个候选基因纳入评估。利用deltaCt、BestKeeper、geNorm、NormFinder和RefFinder五种算法综合分析表达稳定性,并通过内皮功能标志物(如CD36、NOS3)验证内参基因的实用性。
关键技术方法包括:基于RNA-seq的候选基因筛选(通过系数变异和DESeq2离散度评估)、RT-qPCR引物特异性与效率验证、五种稳定性算法交叉验证、以及多内参基因组合标准化效果比较。细胞实验采用EA.hy926细胞(ATCC CRL-2922),在铺被/未铺被基质胶(Matrigel)条件下培养至第4天(增殖态)或第10天(静息态),并分别用20μM或125μM DHA处理8小时。
候选内参基因的筛选与稳定性分析
从RNA-seq数据中筛选出的候选基因(如CAPZB、FBXO7)在表达变异系数(CV)和离散度上普遍低于常用内参基因(如ACTB、HPRT1)。RT-qPCR结果显示,CAPZB和FBXO7在不同生长状态下表达稳定,而RNA18S和ACTB的Cq值(定量周期)波动显著。RefFinder综合排名表明,CAPZB、SMU1和FBXO7为前三名最稳定基因,但SMU1因引物效率未达最优被排除。进一步通过geNorm的配对变异值(V2/3=0.0033)确认双内参基因(CAPZB+FBXO7)已足够满足标准化需求。
不同内参组合对标志物基因表达分析的影响
以内皮功能相关基因(CD36、CDH5、PCNA等)为指标,比较稳定内参组合(sHKGs:CAPZB+FBXO7)与常用内参组合(cHKGs:RNA18S+ACTB+HPRT1)的标准化效果。研究发现,sHKGs能更灵敏地检测生长状态引起的表达差异:例如,CD36在D10+MG(第10天铺胶静息态)相较于D4+MG(第4天铺胶增殖态)的表达倍数变化,使用CAPZB时为3.92倍,而使用RNA18S时高达6.97倍,表明后者可能夸大生物学差异。在DHA处理验证中,sHKGs对多数基因(如BTG1、PCNA)能有效捕捉DHA浓度效应,但在125μM DHA处理下,加入RNA18S可改善极端条件下的信号检测(如NOS3下调)。
讨论与意义
本研究突破性地将RNA-seq挖掘与非经典内参基因验证相结合,克服了传统内参在动态生物过程中的局限性。CAPZB(肌动蛋白封端蛋白)和FBXO7(E3泛素连接酶适配体)虽参与细胞骨架调控和炎症反应,但其基因表达在EA.hy926特定条件下保持稳定,凸显背景依赖性验证的重要性。结论强调,CAPZB+FBXO7组合为EA.hy926细胞在不同生长状态及DHA干预下的RT-qPCR分析提供最优标准化方案,且方法学可推广至其他细胞类型。未来研究需注意:在高浓度DHA(125μM)等应激条件下,可补充RNA18S以提升准确性。该成果严格遵循MIQE指南,为血管生物学基因表达研究树立新标准。