lncRNA Gm21781对小胶质细胞自噬流进程的影响在POCD中的作用及机制研究

Postoperative cognitive dysfunction (POCD) is a serious complication especially in elder patients. Excessive microglia activation and persistent neuroinflammation is central, but the mechanism is not clear. Our preliminary studies showed that long noncoding RNA(lncRNA) Gm21781 was down-regulated in POCD mice hippocampus and related to microglial activation and neuroinflammation. Furthermore, we found that Gm21781 could regulate autophagy process via “endogenous microRNA sponge” mechanism. So we hypothesized that “lncRNA-microRNA- autophagy-neuroinflammation” axis plays an important role in progresses of POCD. In this study, we set out to explore the role of lncRNA Gm21781 in the regulation of microglial autophagy process and neuroinflammation, and determine whether the effects might depend on endogenous microRNA sponge mechanism, to analyze the significance of lncRNA-mediated post-transcriptional network in the precise regulation of autophagy. Meanwhile, we observe whether the cognitive function of POCD mice will be improved with “lncRNA-microRNA- autophagy-neuroinflammation” axis interfering. The results will provide a reference for novel prophylaxis and treatment of POCD.

老年手术患者是罹患术后认知功能障碍（POCD）的高危人群。目前认为小胶质细胞过度激活导致的中枢神经炎症在其中意义重大，但机制未明。本项目组预实验发现，POCD小鼠海马lncRNA Gm21781表达下调，进一步的体外实验、生物信息学预测和报告基因验证显示Gm21781可能通过内源性microRNA海绵机制导致小胶质细胞自噬流进程障碍，进而导致神经炎症。因此，我们提出“lncRNA-microRNA-自噬-神经炎症”轴调控POCD发病机制的假说。本项目拟通过体内外实验明确Gm21781及其相关microRNA对小胶质细胞自噬流进程和神经炎症的调控作用，分析其作用是否通过microRNA海绵机制，并观察干预上述假说轴的核心通路对老年小鼠POCD的防治效果，从而探讨lncRNA介导的转录后调控在POCD发生发展中的意义。研究结果为探寻防治POCD的靶标分子，筛选特异性标志物，提供一定的实验依据。

老年手术患者是罹患术后认知功能障碍（POCD）的高危人群，可演变为阿尔兹海默病。目前认为小胶质细胞过度激活导致的中枢神经炎症在POCD致病机理中具有重大意义，但关键调控机制未明。本项目组采用小鼠胫骨骨折内固定建立POCD模型，研究结果发现POCD小鼠海马lncRNA Gm21781表达下调，体外培养BV2小胶质细胞，结果证实LPS诱导小胶质细胞炎症反应过程中Gm21781表达下调。进一步通过BV2细胞中干扰及过表达Gm21781，结果提示敲减Gm21781增强LPS诱导的炎症反应，而过表达Gm21781抑制炎症反应。生物信息学预测及实验验证Gm21781可能通过内源性microRNA miR-153-3p和miR-295-3p转录后水平调控自噬关键蛋白LAMP1/2蛋白水平，从而调控小胶质细胞炎症反应，并通过体内实验海马区注射AAV-Gm21781验证在体干预Gm21781对老年小鼠POCD防治的效果。该项目探讨了lncRNA介导的转录后调控在POCD发生发展中的意义，研究结果为探寻防治POCD的靶标分子，筛选特异性标志物，提供一定的实验依据。