MiR-21和MiR-31在肺炎链球菌溶血素致脑微血管内皮细胞通透性改变中的作用及分子机制

Streptococcus is the leading cause of meningitis in child, which had high mortality and disability. However, mechanisms of CNS damage during streptococcus meningitis have not been conclusively identified. Based on the miR-mimics and miR-antisens transfected BEMCs, this project will explore the role of microRNA plays in the pathogenesis of pneumolysin(PLY) induced BMECs' cytoskeleton rearrangement and barrier dysfucntion via Real-time PCR, Pull Down, EMSA and confocal. This study declares for the first time that miR-21 and miR-31 are related to the PLY induced BEMCs' hyper-permeability. MiR-31 actives NF-κB. NF-κB activation leads to the increased transcription of MLCK and miR-21 directly. Then, miR-21 and miR-31 also active MLCK via supressing Tiam1/Rac-1 pathway. Finally, actived MLCK induce BEMCs' cytoskeleton rearrangement and barrier dysfunction via MLC phosphorylation.?This study looks for the new sight for treatment of streptococcus meningitis.

肺炎链球菌脑膜炎是最常见的细菌性脑膜炎,致残率高，已有研究发现其后遗症发生和血脑屏障开放密切相关，机制未明。本项目利用microRNA模拟物及突变体转染脑微血管内皮细胞（BEMC），结合Real time-PCR、EMSA和激光扫描共聚焦等研究策略，探讨肺炎链球菌溶血素（PLY）致BMEC通透性改变的分子机制。我们开创性地将miR-21、miR-31和NF-κB结合一起研究，首次提出miR-21、miR-31与PLY致BEMC通透性增加密切相关；miR-31活化NF-κB，一方面直接促进肌球蛋白轻链激酶（MLCK）转录，另一方面转录miR-21，后者和miR-31联合阻断Tiam1翻译，解除了Tiaml/Rac信号对MLCK的抑制作用；从而引起 MLCK大量的生成和激活，MLC磷酸化增加，细胞骨架重塑， 最终引起BMEC通透性增加。对该问题深入研究，有助于寻找肺炎链球菌脑膜炎新的治疗靶点。

肺炎链球菌脑膜炎是最常见的细菌性脑膜炎,致残率高，已有研究发现其后遗症发生和血脑屏障开放密切相关，调控机制未明,治疗困难。MicroRNAs为一类内源性的非蛋白编码单链RNA小分子，广泛参与转录后的调控过程，如果能找到脑微血管内皮中与炎症相关、调控细胞骨架的miRNA，就有希望运用基因沉默、目的的基因表达调控等方法调控BMEC屏障功能，从而减轻肺炎链球菌脑膜炎患儿脑损伤。. 本项目分三部分进行：第一，建立肺炎链球菌脑膜炎动物模型及体外培养的脑微血管内皮细胞模型，并通过免疫组化、Real time PCR、跨细胞电阻抗检测等技术确认在肺炎链球菌溶血素（PLY）作用下，脑微血管内皮细胞通透性升高、血脑屏障开放和microRNAs异常表达有关; 第二，在体外细胞模型基础上，结合质粒转染、激光纤维共聚焦、Realtime PCR和跨细胞电阻抗检测技术，证明miR-21、miR-31通过加剧细胞骨架蛋白重聚，参与肺炎链球菌溶血素致脑微血管内皮细胞通透性升高的调控过程；第三，在离体细胞模型中，采用质粒转染、激光纤维共聚焦和免疫印迹等技术，确认Tiaml/Rac信号是miR-21、miR-31调控细胞骨架蛋白的关键调控信号途径。. 本研究从在体和离体两个方面探讨了microRNA在肺炎链球菌脑膜炎发病过程中的重要调控作用，并首次阐明肺炎链球菌溶血素作用下，miR-21、miR-31通过Tiaml/Rac信号途径调控细胞骨架重构，导致脑微血管内皮细胞通透性升高。为肺炎链球菌脑膜炎发病机制的研究打开新的视角，为其诊疗提供新的思路。