炎症和突触可塑相关性microRNA在内侧颞叶癫痫慢性化进程中的作用机制研究

The influence and mechanism of microRNA expression, inflammatory response and synaptic plasticity in the mesial temporal lobe epilepsy (MTLE) pathogenesis were explored by means of plasmic transfection, patch-clamp, RT-qPCR, immunoblotting and confocal microscopy in established MTLE rat model as well as neuron cultures. We report for the first time that inflammation related microRNAs may contribute to trigger inflammatory and innate immune response by modulate inflammatory TLR4/NF-κB/IL-1β signaling pathway in the early stage of MTLE pathogenesis. Consequently, the expression of BDNF significantly increased in hippocampus, which plays critical role in regulation of synaptic plasticity via ERK/CREB phosphorylation, while synaptic related microRNAs may participated in this process. Further investigation may fulfill the task of understanding the mechanism of MTLE development and may allow detecting a potential prophylaxis and treatment target to MTLE.

本项目利用已建立的大鼠内侧颞叶癫痫（MTLE）动物模型、体外培养神经元癫痫细胞模型，结合质粒转染、膜片钳、RT-qPCR、免疫印迹、激光扫描共聚焦等研究策略，开创性的研究microRNA、炎症反应和突触可塑性在MTLE慢性化进程中的作用及机制。本研究首次提出在MTLE形成的极早期，各种刺激因素(惊厥、感染、缺血、外伤等)导致星形胶质细胞上TLR4表达上调，炎症相关性microRNA通过调控TLR4/NF-κB信号通路及炎症因子的表达，参与炎症反应的启动。随后海马内的慢性炎症促使神经元表达脑源性神经生长因子增加，通过磷酸化ERK/CREB途径影响突触的形态及功能，促进MTLE的慢性化进程，而突触相关性microRNAs参与了这个过程的调控。对此问题的深入探讨，对阐明MTLE慢性化进程的发生、发展具有里程碑式的意义，并为MTLE的早期防治提供了一个全新的思路。

越来越多的证据表明炎症反应参与了内侧颞叶癫痫（MTLE）的发病过程，导致其慢性化进程（突触重建和苔藓纤维出芽）。MicroRNAs为一类内源性的非编码单链RNA小分子，广泛参与转录后的调控过程，包括参与炎症反应与免疫应答。MicroRNA是否通过调控炎症反应和突触可塑性参与MTLE的慢性化进程尚不清楚。因此对其的深入研究，可以帮助我们进一步阐明MTLE的发生、发展，并且有可能成为抗癫痫治疗的研发靶点。.本课题分三部分：第一部分：收集了MTLE患者及对照组、各期MTLE大鼠海马组织标本，检测在MTLE患者及模型中，microRNAs（132,146a,155, 134）、TLR4/NF-κB及炎症因子IL-1β、TNF-α表达水平均有不同程度的表达增加。第二部分：体外培养大鼠星形胶质细胞及通过侧脑室注射干预，证实miR-146a、miR-132通过TLR4/ NF-κB信号通路控制IL-1β、TNF-α生成，参与海马内炎症反应的启动；miR-132通过调控靶基因IRAK4来协同miR-146a在活化的星形胶质细胞中发挥抑制炎症反应作用，miR-146a和miR-132之间可能存在相互协同促进的关系。第三部分，通过侧脑室注射干预海马miR-132表达，检测MTLE大鼠各期BDNF表达水平、ERK/CREB磷酸化水平，提示miR-132通过ERK/CREB磷酸化激活BDNF/ERK/CREB信号通路；体外培养海马神经元建立无镁灌流癫痫细胞模型并鉴定，干预miR-132表达后检测神经元突触蛋白Synapsin I及癫痫细胞模型的电生理改变，证明抑制miR-132使神经元突触蛋白Synapsin I表达减少，癫痫细胞的自发性动作电位减少，神经元兴奋性降低。.本研究从离体和在体两个方面探索了miR-146a、miR-132通过调控TLR4/NF-κB信号通路及炎症因子IL-1β、TNF-α的表达，参与炎症及自身免疫反应的启动；miR-132通过调控炎症反应和突触可塑性参与MTLE慢性化进展。为研究MTLE发病机制打开新的视角，为其诊疗提供新的思路。