LncRNA STAT3-OT调控Stat3在缺血性脑卒中血管新生中的作用机制研究

Angiogenesis after ischemic brain injury contributes to the restoration of blood supply in the ischemic zone. Strategies to improve angiogenesis may facilitate the function recovery after stroke. Recent researches have demonstrated that dysfunction of long non-coding RNAs (lncRNAs) are associated with angiogenesis. In our previous RNA sequencing study in rat ischemia cortex, we have identified an lncRNA STAT3 Overlapping Transcript (STAT3-OT) and found that STAT3-OT was significantly up-regulated after ischemic stroke. Overexpression of STAT3-OT could ameliorate brain lesion, increase angiogenesis and promote functional recovery after ischemic stroke. Combined with bioinformatics analysis and our previous results, we hypothesize that STAT3-OT may be involved in the regulation of angiogenesis after stroke by interacting with STAT3 and miR-92. In this project, we will investigate the function of STAT3-OT, STAT3 and miR-92 in angiogenesis after ischemic stroke and elucidate the molecular mechanism by which STAT3-OT regulates post-ischemic angiogenesis using RIP, RNA pull-down assay. Understanding the precise RNA molecular mechanisms of STAT3-OT after cerebral ischemia on a system-wide level would shed light on therapeutic angiogenesis in stroke.

全面理解脑卒中后血管新生调控机制是研发治疗性血管新生技术的关键前提。研究发现lncRNAs具有血管新生调控功能。我们在前期研究中对大鼠脑缺血组织进行测序分析，发现脑缺血后一条与STAT3序列部分重合的lncRNA--STAT3-OT的表达显著上调；而过表达STAT3-OT可促进脑卒中后血管新生，减少脑梗死，改善神经功能。结合我们前期的生物信息学分析和研究结果，我们推断STAT3-OT可能通过miR-92调控STAT3的表达参与脑卒中后血管新生调控。本项目拟在前期研究基础上，通过体内、体外实验进一步明确STAT3-OT调控血管新生的功能和作用途径，采用过表达和敲低、RIP及RNA pull-down等技术探讨脑缺血后STAT3-OT、STAT3及miR-92在血管新生过程中的变化规律及其相互间调控关系，阐明脑卒中后STAT3-OT血管新生分子调控机制，为脑卒中治疗性血管新生提供新思路和靶点。

缺血性脑卒中后的血管新生有助于改善缺血区的血液供应。研究表明促进血管新生的策略有助于促进缺血性脑卒中后的神经功能恢复。有研究显示长链非编码RNAs（lncRNAs）参与神经系统发育和中枢神经系统疾病的调控。最近的研究发现lncRNAs的失调与血管新生密切相关，但是缺血性脑卒中后lncRNAs的功能以及它们在脑卒中后血管新生中的调控机制尚不十分清楚。本研究首先利用高通量测序技术获得缺血性脑卒中lncRNAs，miRNAs和mRNAs的表达谱变化；利用生物信息学方法系统性分析筛选出血管生成和血管重构相关lncRNA STAT3-OT。然后通过生物信息学分析比对发现STAT3-OT与STAT3序列部分重合。体内及体外过表达和下调实验发现缺血性脑卒中后上调STAT3-OT的表达能够减少脑梗死体积，促进脑缺血后血管新生和神经功能的恢复；同时还针对上调STAT3-OT在缺血性脑卒中的修复作用机制进行了初步探讨，得出缺血性脑卒中后上调调STAT3-OT的表达通过影响STAT3蛋白的表达增加血管内皮细胞的增殖、迁移、成管和血管新生，从而促进脑卒中后血管新生、改善神经功能障碍的结论。本项目系首次对脑缺血后lncRNA STAT3-OT的功能及机制进行深入探讨，具有学术创新性，这些研究成果有助于对脑缺血后血管新生调控机制的全面、深入的理解，并为治疗性血管新生措施寻找新的治疗靶点提供理论依据。