外泌体介导的miR-21传递参与电针促进大鼠坐骨神经损伤后修复的研究

Peripheral nerve injury (PNI) is a common and frequently occurring disease in the clinic. It is one of the important causes of human disability. We have found that electroacupuncture was beneficial to the proliferation of Schwann cells (SC) and the secretion of neurotrophic factors, and could increase the level of miR-21 in serum and nerve tissue. The transfer of miRNA through exosome may be an important regulatory approach to the repair of nerve injury. Therefore, it is worth to intensively explore the effect and mechanism of electroacupuncture in the treatment of PNI. This study aimed to investigate the effects and mechanisms of electroacupuncture promoting nerve regeneration through exosome release and exosomes mediated miR-21 transfer in a rat sciatic nerve injury (SNI) model using exosome release inhibitor and miRNA knockdown, as well as clarify the transfer of exosomal miR-21 from SC to dorsal root ganglion and its effect on the growth of axon. At the same time, exploring the role of SC overexpressing miR-21 derived exosomes in the treatment of SNI in rats and enriching the mechanism of acupuncture treatment of PNI from the perspective of exosome-mediated miRNA transmission, providing experimental and theoretical basis for the treatment of PNI with EA and exploration of new targets for the treatment of PNI.

周围神经损伤（PNI）是临床上的多发病、常见病，是人类致残的重要原因之一。我们前期研究发现，电针能促进施旺细胞（SC）的增殖和神经营养因子的分泌，能提高血清和神经组织中miR-21的水平，并推测外泌体传递miRNA可能是参与神经损伤后修复的重要调控方式，故电针修复PNI的作用及其机制值得进一步深入研究。本项目拟建立大鼠坐骨神经损伤（SNI）模型，通过外泌体释放抑制剂和miRNA敲除等手段，深入探讨电针通过调控外泌体的释放以及外泌体介导miR-21传递促进神经再生的作用及其机制，并在体外明确外泌体miR-21由SC向背根神经节的传递及对轴突生长的作用。同时，探索高表达miR-21的SC来源的外泌体治疗大鼠SNI的作用，从外泌体介导miRNA传递信息这一全新的角度丰富针灸治疗PNI的作用机理，为临床推广电针治疗PNI和探索治疗PNI的新靶点提供实验依据和理论基础。

周围神经损伤（PNI）是临床上的多发病、常见病，是人类致残的重要原因之一。我们前期研究发现，电针（EA）能促进施旺细胞（SC）的增殖和神经营养因子的分泌，能提高血清和神经组织中miR-21的水平，并推测外泌体传递miRNA可能是参与神经损伤后修复的重要调控方式，故电针修复PNI的作用及其机制值得进一步深入研究。本项目制备坐骨神经损伤（SNI）大鼠模型，进行EA治疗后收集提取并成功鉴定血清外泌体，观察到与模型组比较，EA处理1周大鼠血清外泌体中miR-21表达降低，而损伤坐骨神经中miR-21表达则显著升高，表明EA影响了SNI模型大鼠外泌体miR-21释放和传递，并在体内观察到SC外泌体向轴突的传递。电针3周后血清外泌体和损伤局部神经中的miR-21表达均上调。通过采用外泌体释放抑制剂GW4869降低血清外泌体分泌，利用miR-21-5p-sponge降低损伤局部神经中的miR-21表达水平，检测神经再生相关指标、轴突髓鞘再生情况、SC增殖和NTFs表达情况，发现外泌体miR-21参与正向调节EA促进SNI修复。体外细胞实验发现，外泌体miR-21可由SC向NG108-15胞体及其突起传递。SC来源的外泌体miR-21对NG108-15突起生长和细胞活力具有促进作用。在此基础上，通过慢病毒对SC感染使其高表达miR-21并收集高表达miR-21的外泌体，进一步研究miR-21及其上游LncRNA GAS5在神经修复中的作用，从分子水平对电针促进SNI后神经再生的作用机制进行深入探讨。结果发现，提高外泌体中miR-21的表达对神经功能的恢复具有正向调节作用，并且作用优于单独应用外泌体，而电针联合高表达miR-21的外泌体治疗较外泌体和外泌体miR-21的疗效更优。进一步深入探索其作用机制发现，电针可能通过抑制SC及其外泌体中GAS5的表达，促进miR-21与其下游靶点SPRY2的结合，从而通过促进SC增殖和迁移，并抑制SC凋亡促进神经再生。总之，本项目探讨EA通过调节外泌体释放并介导miR-21传递促进神经再生的作用机制，从外泌体介导miR-21传递信息这一全新的角度丰富针灸治疗PNI的作用机理，为临床推广EA治疗PNI和探索治疗PNI的新靶点提供实验和理论依据。相关的研究结果已发表论文5篇（其中IF>5有4篇），培养博士研究生4名。