α-SN与miR-138在脊髓横断伤大鼠大脑运动皮质可塑性中的作用及miR-138对α-SN的调控

已知脊髓损伤（SCI）后存在损伤和修复双重调节因素，而修复机制研究是寻找促进功能重建策略的重点。文献显示SCI后脊髓局部存在一定的可塑性能力，但对损伤脊髓上位大脑运动皮质可塑性及其机制研究甚少。本项目在课题组前期蛋白组学及micRNA芯片分析发现SCI大鼠运动皮质内突触核蛋白（α-SN）与micRNA-138变化的基础上，拟建立大鼠脊髓横断伤模型，采用基因克隆、RNA干扰、免疫细胞化学、RT-PCR、Western Blot、神经束路追踪及电镜等技术，研究α-SN及miRNA-138在SCI大鼠皮质运动区神经元凋亡、轴突再生、突触可塑性和大鼠后肢运动变化中的作用，并进一步探讨micRNA-138对α-SN的调控，为SCI修复治疗和SCI远程调控机制研究提供实验依据。项目研究结果有助于发现大脑运动皮质与SCI功能修复有关的新分子及其调控机制，有重要的科学价值及临床意义。

脊髓损伤（spinal cord injury, SCI）导致严重的运动、感觉功能紊乱，给病人、家庭及社会带来极大的痛苦与经济损失。阐明SCI后发生的病变及其机制具有非常重要的现实意义。绝大多数对于SCI治疗是以重建神经联系为目的，尽管在损伤局部可能有明显的修复，但因感觉输入和运动传出的长期丧失，导致控制运动的脑区结构功能改变，这也许是SCI后运动功能完全、有效恢复的一大潜在障碍。因此，探讨脊髓以外的尤其是大脑皮质的变化，对于深入全面地理解SCI后的可塑性机制，以寻找更好的促进修复方法显得极为必要。.本课题采用蛋白组学和Western blot方法，发现脊髓全横断（SCT）可引起大鼠运动皮质中α-突触核蛋白（α-synuclein,SNCA）术后3天显著下调。为了检测SNCA的作用，我们应用SNCA-ORF/shRNA慢病毒以上调或沉默SNCA的表达。在体内，将SNCA-ORF/shRNA慢病毒分别注射入皮质运动区域，发现抑制SNCA的表达，能显著增强神经元存活，减少神经元凋亡，并促进后肢运动功能恢复，而SNCA过表达则显示相反的作用。在体外，皮质神经元转染SNCA-shRNA慢病毒后显示出最佳的存活和轴突外生效果，而在SNCA-ORF组则产生相反的效果。为探讨SNCA影响神经元存活的机制，我们发现SNCA沉默引起Bcl-2的上调和Bax的下调，而皮质神经元的NGF， BDNF和NT-3则显著上调。此外，我们还研究了miR-138对SNCA的调控机制。体外荧光素酶报告基因实验结果显示，加入miR-138抑制剂和仿效剂并未改变SNCA的表达水平,说明miR-138不调节SNCA。同时将micRNA138注入皮质不能降低SNCA的表达水平，说明miR-138在体内外不调节SNCA。 结论：抑制SNCA表达促进SCT大鼠的皮质神经元存活，并在运动功能恢复中发挥重要作用的潜在分子机制，与凋亡基因（Bax, Bcl-2)和神经营养因子（NGF,BDNF和NT-3）的调节有关，而与miR-138无关。.本研究原计划拟证明miR-138调节SNCA在SCI后皮质可塑性中的作用。实验结果证明了SNCA对SCI后皮质可塑性的影响，但其miR-138调控机制未获得阳性结果。而意外发现了调节SNCA的凋亡信号和神经营养因子信号通路。实验不仅首次证明了SNCA在SCI大鼠大脑皮质中的作用，