脊髓細胞特異性miRNAs調控損傷運動神經元凋亡的分子機制

《脊髓細胞特異性miRNAs調控損傷運動神經元凋亡的分子機制》是依託中山大學，由周麗華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：脊髓細胞特異性miRNAs調控損傷運動神經元凋亡的分子機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周麗華
• 依託單位：中山大學

中文摘要

損傷導致中樞神經元凋亡的機制至今未明。脊髓運動神經元不可逆的凋亡更是修復神經損傷的瓶頸。前期研究我們確定，神經根撕脫傷誘導運動神經元內nNOS基因異位高表達是啟動凋亡的關鍵基因；但下調脊髓組織nNOS卻加重運動神經元凋亡。新近我們發現損傷誘導的nNOS改變發生在轉錄後水平且在感覺和運動神經元截然不同，與撕脫傷僅導致運動神經元凋亡的現象相符，但機制不明。本項目提出損傷破壞脊髓miRNA負性調控nNOS基因的機制導致運動神經元凋亡的假說；並擬在根性撕脫傷動物模型，弄清脊髓內在運動、感覺神經元特異的，靶向nNOS/Calpain和凋亡基因的miRNAs的變化規律；通過慢病毒轉染和反義技術調控關鍵miRNAs的表達，以驗證它們沉默nNOS基因、阻止運動神經元凋亡進程的作用。研究結果將建立微小RNA靶向nNOS調控脊髓運動神經元凋亡的新理論，為研究nNOS相關的神經元變性機制提供新的分子靶標

結題摘要

脊神經根性撕脫傷是周圍神經損傷中最嚴重的損傷，它不僅造成周圍神經的潰變和肌肉癱瘓，皮膚感覺喪失，還導致相應節段脊髓運動神經元的死亡。最近的研究發現，脊髓損傷導致神經元的死亡受到microRNAs的調節，這些miRNA主要通過抑制靶基因mRNA在翻譯後水平的表達水平發揮作用。本課題套用了miRNA，mRNA，lncRNA晶片技術篩選了與運動神經元凋亡有關的靶基因的miRNA和lncRNA，並且根據脊髓組織的細胞差異進行了驗證實驗，得出在脊髓組織中共檢出3361個miRNA,其中損傷早期55個miRNA上調，24個miRNA下調；損傷中期miRNA上調了36個，下調23個。變化幅度較大的有miR-146b-5p，miR-31a-3p，miR-324-3p 和miR-484。有十一種miRNAs在損傷早中期持續變化，如miR-21-5p持續上調；而miR-466c-3p持續下調。同時我們發現LncRNA和mRNA表達有顯著改變。損傷側與正常側脊髓相比共檢測到6704個LncRNA和12340 個mRNA發生改變。2829個LncRNA中41個上調兩倍以上；3875LncRNA中110個下調兩倍以上。5405個mRNA中349個上調兩倍以上。6934個mRNAs中51個下調兩倍以上，靶向Calpain,nNOS, ATF3, JNK,Caspase-3的miRNAs，miRNAs, lncRNA以及MRNAs都要顯著地變化.一些miRNA在損傷早期調控炎症反應相關基因的表達，另一些miRNA在損傷中期靶向神經遞質。miRNA表達變化揭示了MAPK和鈣離子信號通路一直參與損傷反應。目前我們正在對前期尚未研究的高變化的mRNAs進行脊髓局部細胞特異性的驗證實驗。該課題的研究結果證明臂叢根性撕脫傷後脊髓組織miRNA表達存在時空特異性和細胞特異型，而且時空特異性與運動神經元凋亡相關。