miR-592及其宿主基因Grm8协同调节缺血性脑卒中神经功能修复的分子机制

Ischemic stroke is one of the leading causes of brain disease, with high morbidity, disability, and mortality. Accumulating evidence has suggested that aberrant expression of miRNAs play critical roles in the pathologies of ischemic stroke. In our previously study, we obtained a neural-enriched miR-592, which is transcribed as a intron of GRM8 gene and play an important role in promoting the NSCs differentiation into neurons. In this study, we will construct miR-592 knockout mouse model by Cas9 technology, and investigated the neural protective role of intron miR-592 and its host gene – Grm8 in the coordinated regulation of neuronal ischemia/reperfusion injury with oxygen-glucose deprivation and reoxygenation (OGD/R) insult, and transient middle carotid artery occlusion (MCAO) mouse model. Our research elucidate for the molecular mechanism of the positive regulatory loop among miR-592, Grm8 and NFkB in the neuroprotective effect after ischemic stroke，providing a novel insight into understanding the molecular basis of ischemia stroke and a potential therapeutic target.

缺血性脑卒中是导致脑部疾病的首要原因之一。microRNA在缺血性脑卒中临床病理变化过程中发挥了重要作用。我们前期研究发现miR-592，作为Grm8内含子一部分与Grm8共同转录，并可与NFkB形成正反馈调控环路，促进神经干细胞向神经元的分化。同时发现，miR-592可促进缺血后损伤的修复，其机制尚未明了。本项目在前期基础上，将利用Cas9技术建立miR-592敲除小鼠模型，同时通过采用糖氧剥夺法（OGD）建立体外小鼠海马神经元细胞离体拟缺血模型，以及大脑中动脉栓塞法(MCAO)建立小鼠局灶性脑缺血损伤再灌注动物模型，深入探讨miR-592和宿主基因Grm8在缺血性脑损伤中的协同调控作用及机制。同时，检测临床脑卒中病人的miR-592、Grm8的表达，研究其在脑卒中发生发展中的作用。以阐明miR-592与Grm8是否通过与NFkB间的正反馈调控环路，促进脑缺血损伤神经功能恢复的分子机制。

缺血性脑卒中是导致脑部疾病的首要原因之一。microRNA为缺血性脑卒中在缺血性脑卒中临床病理变化过程中发挥了重要作用。而内源性神经元的生成被当作康复治疗的一个目标。本项目探究内含子 miR-592 与宿主基因 Grm8 间的协同调控关系，以及两者对缺血性脑损伤的神经修复作用及机制，并探讨 miR-592 与 Grm8 在临床脑卒中患者组织样中的相关性，明确其临床意义。通过采用糖氧剥夺法建立体外小鼠海马神经元细胞离体拟缺血模型，分析miR-592与Grm8间的相互作用关系，以及两者对神经损伤的协同修复作用。利用Cas9技术建立miR-592敲除小鼠模型，应用大脑中动脉栓塞法建立小鼠局灶性脑缺血损伤再灌注动物模型进行体内实验验证，观察miR-592与Grm8的协同作用对脑缺血损伤后脑梗死面积，以及动物行为学的影响。在体内体外分别探究miR-592、Grm8与NF-κB间的正反馈调控环路调节缺血性脑损伤发生、发展和神经功能恢复的分子机制。结果发现miR-592与Grm8的表达呈正相关，上调miR-592在小鼠皮层神经混合细胞中的表达，Grm8 的转录水平和蛋白表达水平增加，反之亦然。在体外使用miR-592 mimic或Grm8的特异性激动剂(S)-3,4-DCPG后，可明显促进神经干细胞向神经元的分化；miR-592与Grm8的表达水平在脑缺血体内与体外模型中均显著下降，当使用(S)-3,4-DCPG后，损伤侧的梗塞面积和神经元凋亡减少，且神经功能障碍较由明显改善；TNF-α诱导可以激活miR-592与NF-κB之间的正反馈调控环路，抑制Nkiras2以提高 p65的磷酸化水平；在脑损伤亚急性期和慢性期注射miR-592 mimic可激活与NF-κB之间的正反馈调控环路以减少梗塞面积并降低神经系统评分；亚急性和慢性脑卒中患者血浆中的miR-592的水平与MCAO小鼠中miR-592 水平的变化一致，且miR-592与临床上缺血性脑卒中的NIHSS评分呈正相关。结果提示：Grm8可与miR-592协同促进神经干细胞向神经元的定向分化，通过与NF-κB间的正反馈调控环路在缺血性脑损伤过程中发挥神经保护作用；miR-592与临床上缺血性脑卒中的NIHSS评分呈正相关，提示其在慢性缺血性脑卒中中具有神经保护作用。