少突胶质前体细胞特异性miR-124在中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病中的作用机制研究

Central nernous system (CNS) inflammatory demyelinating diseases (e.g. multiple sclerosis, MS) are the major reasons to cause CNS disability in young adults. Neuroprotective and repair therapy by promoting remyelination will have great potential to treat these diseases in conjunction with disease-modifying medications. Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is the animal model of multiple sclerosis. Previously we found that miR-124 was significantly down-regulated in the brain and spinal cord of EAE mice. In addition, the preliminary data suggested that miR-124 may impact EAE by regulating the processes of demyelination and remyelination. Based on these results, we will use real-time PCR and FISH methods to furtherly characterize the spatiotemporal and cell-specific expression of miR-124 in EAE mice. Then by oligodendrocyte progenitor cell-specific silencing or overexpression of miR-124 in both in vitro cultured OPCs and in vivo animal models, we will try to identify the role of OPC-restricted miR-124 in affecting the disease progression.In addition, bininformatic- and gentic-techniques will be used to screen and confirm the direct targets of miR-124 and uncover how this miRNA modulate EAE pathogenesis through promoting remyelination. This project will help us identifying potential novel drugs to promote remyelination to treat multiple sclerosis and related CNS inflammatory demyelinating diseases.

中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病（如多发硬化）是造成青壮年神经系统功能性残障的重要因素。以促进髓鞘再生为目标的神经保护修复治疗是该类疾病免疫调节治疗之外的极具潜力的治疗方向。我们前期研究发现miR-124在实验性自身反应性脑脊髓炎（EAE，多发硬化症动物模型）动物脑和脊髓中表达显著下调，初步证实其可能通过调控髓鞘再生参与疾病进程。因此，本研究拟利用实时定量PCR，荧光原位杂交等技术深入分析miR-124在EAE中的时空和细胞差异表达特征。结合体内和体外手段，通过观察少突胶质前体细胞（OPC）特异性敲除或过表达miR-124，研究OPC特异性miR-124对EAE疾病进程的影响，并进一步结合生物信息学和遗传学技术确证OPC中miR-124影响EAE疾病进程的直接作用靶点并阐明其作用机制。研究结果可望为中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病的神经保护和修复治疗提供新的治疗靶点和治疗手段。

中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病是神经系统常见疾病之一，是造成患者神经系统残障的重要因素。以促进髓鞘再生为目标的神经保护修复治疗是该类疾病免疫调节治疗之外的极具潜力的治疗方向。基于前期的工作基础以及miRNA多作用靶点的特点，本课题着重从表观遗传学的角度探讨CNS特异性miRNA在MS/EAE炎性脱髓鞘和影响髓鞘再生中的作用和机制。前期研究中，我们发现miR-124分子在经典的中枢神经系统脱髓鞘病多发硬化症的动物模型EAE中差异表达，推测其可能通过调控脱髓鞘和髓鞘再生的过程参与疾病进程。因此，本研究拟进一步阐明miR-124在中枢神经系统EAE疾病状态下的时空表达特征以及其参与EAE的病程机制。取得的主要研究结果如下：1.利用PCRarray技术我们发现miR-124在EAE脑组织中表达下调，同时对这一结果用real-time PCR进行了证实，此外，我们用miRNA的原位杂交技术，发现在脑组织的不同区域，与对照小鼠相比，EAE小鼠中miR-124的表达显著降低。同时，我们发现，MS患者尸检标本中miR-124的表达相对于对照组也是显著降低的。2.利用慢病毒介导的侧脑室注射的方法在EAE小鼠发病初期在CNS过表达miR-124会显著延缓EAE的疾病进展，降低CNS中单个核细胞的数量，但并不改变外周的炎性细胞数量和组成。3.利用组织免疫荧光染色技术进一步发现CNS过表达miR-124以后GFAP阳性的星形胶质细胞数量显著减少，而神经元和少突胶质细胞的数量显著增多，我们利用荧光定量PCR的方法检测了体外培养的星形胶质细胞、神经元以及少突胶质前体细胞（OPC）中miR-124的表达，发现跟神经元一样，OPC中高表达miR-124，这一结果进一步用荧光原位杂交技术进行了验证，同时，体外培养的OPC给予模拟EAE。4.利用细胞特异性的miR-124过表达技术，我们发现只有OPC中过表达miR-124才能有效缓解EAE疾病，促进髓鞘再生。5.利用生物信息学分析及实验验证，我们发现miR-124通过直接作用于SGPL从而调控内源性的S1P的量从而影响髓鞘再生。我们的研究结果证实OPC中miR-124可能会通过调控OPC中的S1P/S1P1信号通路从而促进髓鞘再生，有望为MS/EAE的治疗提供新的靶点和治疗手段。