以miRNAs为靶点诱导脊髓缺血耐受的实验研究

缺血性脊髓损伤是胸腹主动脉瘤手术的严重并发症，目前尚缺乏有效的防治措施。miRNA是基因表达转录后水平调控的重要分子，具有复杂和多样的生物学功能。新近的研究表明，miRNA在心肌、脑组织缺血再灌注损伤中发挥重要作用,并参与介导组织保护过程。目前，未有关于miRNA在脊髓缺血再灌注损伤中作用的研究报道。本课题拟利用miRNA microarray分析方法，确定大鼠脊髓miRNA表达谱的特征，以及缺血再灌注后的变化特点。并通过系统分析缺血预适应和后适应两种保护措施干预对miRNA表达谱的影响，结合生物信息学方法，筛选具有脊髓保护作用的miRNA。通过构建腺病毒miRNA表达载体，化学合成miMRA反义抑制物的方法，调控脊髓中具有神经保护作用的miRNA的表达和功能水平，从而提高脊髓对缺血的耐受性。本课题通过对具有脊髓保护作用miRNA的筛选、鉴定和功能调控研究，旨在探索一个全新的脊髓保护策略

miRNA是一类内源性非蛋白质编码的小 RNA，在转录后水平上对基因的表达进行负调控。缺血性脊髓损伤所导致的截瘫或轻瘫是外科或介入治疗降主动脉瘤和胸腹主动脉瘤最为严重的并发症之一。本研究旨在探讨一种全新的以miRNA为靶点的脊髓保护策略。利用阻断锁骨下动脉远端降主动脉14min，建立大鼠脊髓缺血再灌注损伤模型。构建包含antagomiR-320和pre-miR-21的慢病毒载体，利用鞘内注射的方法进行脊髓基因转染。利用Motor Deficit Index (MDI)评分，对大鼠后肢的运动功能进行评价。降主动脉阻断14min可以导致大鼠后肢严重的运动功能障碍，前角健存神经元数量显著降低。转染antagomiR-320可以显著降低脊髓组织中miR-320的表达，提高phospho-Hsp20的表达。同对照组相比，再灌注后6，12，24和48h，转染antagomiR-320显著改善大鼠后肢的运动功能，MDI评分显著降低。转染antagomiR-320明显减轻了缺血再灌注损伤对脊髓组织结构的破坏，大量运动神经元得以保存。结果表明，抑制miR-320可能通过上调phospho-Hsp20的表达减轻脊髓缺血再灌注损伤。缺血后，脊髓组织中的caspase-3，Faslg和PDCD4表达增高。转染pre-miR-21显著提高了脊髓组织中miR-21的表达，降低了caspase-3，Faslg和PDCD4的表达。同对照组相比较，再灌注后6，12，24和48h，转染pre-miR-21组MDI评分显著降低。转染pre-miR-21明显减轻了缺血再灌注损伤对脊髓组织结构的破坏，大量运动神经元得以保存。结果表明，上调miR-21的表达可以减轻脊髓缺血再灌注损伤，其神经保护作用与其抗凋亡作用相关。结论：miRNAs在脊髓缺血再灌注损伤过程中发挥重要作用，可能成为脊髓保护的治疗靶点。心脏大血管外科面临的另一个重要的神经系统并发症是深低温停循环后的脑损伤。本研究更进一步探讨了利用miRNA为靶点，减轻深低温停循环后脑损伤的可能性。结果表明，特异性抑制脑组织中miR-29c的表达，可以通过PGC-1α分子途径介导神经保护作用。