miR-325-3p介导缺氧缺血性脑损伤后松果体功能紊乱的机制研究

Hypoxic-ischemic brain damage (HIBD) survivals are commonly accompanied by circadian rhythm disorders, although the underlying mechanisms are largely unknown. Clinical studies indicated that the neuroendocrine disorders induced by pineal injury might be a key pathophysiologic factor. Our previous research suggested a chronic impairment of Aanat, a key regulator for melatonin (MT) synthesis, MT expression in the pineal gland and serum of rats with HIBD. Meanwhile, we identified that one microRNA, miR-325-3p, was robustly expressed in a high level in the pineal gland after HIBD. Given that Aanat mRNA is bioinfomatically predicted as a downstream target of miR-325-3p, we hypothesized that the over-expression of miR-325-3p hampers AANAT expression in the pineal gland, and therefore the rhythmic synthesis of MT after HIBD. To test our hypothesis, we intend to analyze whether miR-325-3p interacts with Aanat mRNA and how miR-325-3p affects its expression. We will also explore the long-term effects on pathology and behavioral changes induced by miR-325-3p overexpression or silencing in vivo. Last, we will investigate how different stimuli that mimic HIBD affect the expression of miR-325-3p, AANAT in cultured pineal gland cells. The role of miR-325-3p on pineal function has not been reported, our study therefore provides new insights on the pathophysiological mechanisms of circadian dysfunction and potential therapeutic target after HIBD.

新生儿缺氧缺血性脑损伤(HIBD)常遗留昼夜节律紊乱，但机制未明。临床研究显示松果体功能损伤导致的神经内分泌障碍可能是主要病理过程。本课题工作基础提示HIBD后大鼠松果体和血清中褪黑素（MT）合成关键酶AANAT，MT 节律长期表达紊乱，而miR-325-3p 表达持续升高。生物信息学预测Aanat是miR-325-3p下游靶标, 因此我们设想：HIBD后miR-325-3p的异常升高通过影响Aanat的表达导致松果体分泌MT节律紊乱。本课题拟在细胞层面验证miR-325-3p和Aanat的相互作用，并在组织病理和行为学层面探索miR-325-3p对松果体功能的远期影响。同时模拟HIBD病理，研究不同伤害刺激对miR-325-3p、Aanat表达影响。miR-325-3p与松果体功能的关系未见报道，因此，本研究为HIBD后节律紊乱的机制研究和防治提供了新靶标。

新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)是常见的围产窒息后严重的并发症，至今仍缺乏特异性诊疗手段。其中表现出生物节律紊乱的患儿预后不良，机制不明。随着miRNA与生物节律的密切关系逐渐被认识，我们通过基因芯片，筛选出差异表达的miR-325作为候选基因，并发现其可能通过影响松果体功能，参与HIE后生物节律紊乱的发生。我们在细胞水平和动物水平对miR-325在HIBD中的功能进行了一系列研究。通过对200多名新生儿的随访调查研究发现：轻中度HIE患儿不同程度地表现出明显的睡眠的发动和维持、睡眠相关的呼吸问题以及昼夜节律问题。在HIE患儿的头颅MRI影像随访中，相较中较HIE患儿组，轻度HIE组在幼儿期发现松果体囊肿（>5mm）的几率明显增高。大鼠HIBD模型的远期行为学研究确实发现有昼夜节律紊乱的现象，表现为 HIBD后，节律交替的起始时间延迟了2小时左右，但节律周期并未发现明显差异。荧光素酶报告基因和原代培养的松果体细胞中的细胞转染研究证明：miR-325能调控靶基因Aanat的转录，进而影响松果体中MT合成分泌。但是，使用miR-325抑制剂仅能部分挽救NE诱导的Aanat表达。因此，提示我们miR-325可能存在另外的靶基因。我们的研究关注到了HIBD后的节律紊乱的全新的视角，为今后治疗提供了可能的治疗靶标。