针刺调控lncRNA-miRNA crosstalk促进脑缺血后血管新生机制研究

Agiogenesis is an important pathway to improve the local blood supply of brain after cerebral ischemia thus reducing brain damage. Recent studies show that lncRNAs and miRNAs of noncoding RNAs in the body play an important regulating role on angiogenesis and interact with each other. Based on this compelling scientific discovery, and our clinical and laboratory researches in early stage about acupuncture promoting angiogenesis for the treatment of cerebral ischemia, this project, applying Microarray, Real-time PCR, exogenous suppression, overexpression and others techniques to models of middle cerebral artery embolism rats to HTS angiogenesis relating lncRNAs, miRNAs and mRNAs which differentially expressed by acupuncture after cerebral ischemia rats, select target lncRNAs-miRNAs and predict target genes to conjointly analyze them and do the validation and function research. Using the biological control network of acupuncture regulating the relationship with lncRNA-miRNA and thus affecting the target gene transcription to interpret possible material foundation and effective targets for acupuncture promoting angiogenesis and to relieve cerebral ischemia injury, we want to explain the pathomechanism and preventive-therapeutic regularity of cerebral ischemia, and objectively supply the experimental and theoretical foundation.

血管新生是脑缺血后改善大脑局部血液供应从而减轻脑损伤的重要途径。新近研究表明，属于非编码RNAs的lncRNAs和miRNAs在机体血管新生中具有重要的调控功能并存在交互作用。基于这一引起学者注目的科学新发现，以及课题组前期有关针刺促进血管新生治疗脑缺血的临床与实验室研究证据，本项目拟采用大脑中动脉栓塞大鼠模型，运用Microarray，Real-time PCR、外源性抑制和过表达等技术，高通量筛选针刺后脑缺血大鼠差异表达的血管新生相关lncRNAs、miRNAs和mRNAs，联合分析选择目标lncRNAs-miRNAs和预测靶基因，并进行验证与明星分子通路功能研究，从针刺调节lncRNA-miRNA交互作用影响靶基因转录的生物调控网络阐释针刺促脑血管新生以减轻脑缺血损伤的可能物质基础与有效作用靶点，深入揭示脑缺血的病理机制与防治规律，为针刺治疗脑缺血提供客观的实验与理论依据。

背景：脑血管新生是脑缺血后改善大脑局部血液供应从而减轻脑损伤的重要途径，而非编码RNA在血管新生中具有重要的调控作用。基于相关科学进展，本项目以lncRNA-miRNA-mRNAs的角度开展针刺治疗脑缺血的机制研究。方法：采用MCAO模型，运用TTC染色和免疫组化技术，进行疗效验证；运用Microarray、全转录组学测序技术，筛选差异表达的血管新生相关miRNAs、lncRNAs和mRNAs，通过co-expression、ceRNA网络调控分析，寻找目标lncRNAs-miRNAs和预测靶基因并开展效应机制研究。结果：针刺可以改善MCAO大鼠神经功能缺损评分，减少脑梗死体积，上调缺血半暗带区CD34的表达(P＜0.05，P＜0.01)。高通量检测结果显示，差异表达的血管新生相关miRNAs：模型组vs假手术组49个，针刺组vs模型组21个，交集11个；差异表达的血管新生相关lncRNAs：模型组vs假手术组86个，针刺组vs模型组4个；差异表达的血管新生相关mRNAs：模型组vs假手术组169个，针刺组vs模型组10个。生物信息学分析表明，相关差异表达RNA参与了血管新生的多种功能方式和多个通路。构建与分析ceRNA调控网络，筛选目标基因进行研究，结果提示针刺的作用靶点可能与NONRATT002863.2-rno-miR-134-5p-DdcmRNA及NONRATT006578.2-rno-miR-207-Sulf1，Nodal，Sp1，Foxc1mRNA的调控相关（p＜0.05，p＜0.01）。结论：针刺对脑缺血有良好的治疗作用，可以促进血管新生，其作用机制可能与多环节多角度地调控了血管新生相关lncRNAs、miRNAs的功能和交互作用有关。研究结果揭示了针刺治疗脑缺血的可能物质基础与有效作用靶点，为针刺治疗脑缺血提供了客观的实验与理论依据。