骨髓间充质干细胞Exosome调控星形胶质细胞NDRG2对缺血性脑卒中的神经保护作用及机制研究

The mechanisms underlying the neuronal protective effects of BMSCs paracrine factors remain to be investigated. Exosome is one of the important paracrine factors of BMSCs（BM-Exo）against ischemic stroke. But the mechanisms remain to be demonstrated. An increasing number of studies focus on the roles of astrocyte in ischemic stroke in recent years. NDRG2 play an important role to regulate the activities and functions of astrocyte. Our preliminary data showed that BM-Exo could down-regulate the expression of NDRG2 post ischemic stroke, and contain much miR-98, which is the upstream of NDRG2. To illuminate that NDRG2 is the key target for BM-Exo against ischemic stroke, BM-Exo will be used to treat the in vitro or vivo ischemic stroke models. Then, the mRNA and protein expressions of NDRG2, the activities and functions of astrocyte, and the neurological outcome will be evaluated. Transferring bioactive molecules (miRNA, et al.) to host cells, is the main mechanism of BM-Exo to regulate the functions of host cells. Thus, we further demonstrate that BM-Exo could transfer miR-98 to astrocyte, which contributes to neuroprotection against ischemic stroke via regulating NDRG2. From the above studies we hope to find a potential therapeutic target for BMSCs against ischemic stroke, and provide new ideas for the clinical application of BMSCs.

BMSCs移植治疗缺血性脑卒中的旁分泌作用机制尚不明确；外泌体作为BMSCs发挥旁分泌作用的重要方式（BM-Exo），其在缺血性脑卒中的具体疗效机制未见相关报道。近年来星形胶质细胞被认为是治疗缺血性脑卒中的重要靶点，调控其活性与功能的关键因子N-myc下游调节基因2（NDRG2）备受关注。基于BM-Exo抑制缺血后NDRG2表达，并富含NDRG2调控因子miR-98的预实验结果；本项目拟建立缺血性脑卒中体内外模型，通过分析BM-Exo干预对NDRG2表达调控、星形胶质细胞活性功能及神经功能损伤的影响，进一步明确NDRG2作为BM-Exo发挥疗效的重要靶点；并采用基因转染和荧光示踪等实验方法，深入阐明BM-Exo载运miR-98调控NDRG2，对缺血性脑卒中的神经保护作用及相关机制，以期为BMSCs的临床应用提供理论基础和新的思路。

BMSCs治疗缺血性脑卒中的旁分泌作用机制目前尚不明确；外泌体作为BMSCs发挥旁分泌作用的重要方式（BM-Exo），其在缺血性脑卒中的具体疗效机制未见相关报道。近年星形胶质细胞被认为是治疗缺血性脑卒中的重要靶点，调控其活性与功能的关键因子NDRG2备受关注。本项目体外构建了缺血性脑卒中体内外模型（MCAO和OGD/R模型），采用BM-Exo进行干预并进行相关检测；研究证实BM-Exo能够提高OGD/R后星形胶质细胞活性；减少MCAO大鼠脑梗死面积，抑制神经细胞凋亡并改善神经功能评分；BM-Exo参与调控NDRG2、部分活性因子及凋亡蛋白表达。采用NDRG2过表达或干扰载体转染星形胶质细胞，并进行OGD/R处理，和/或采用BM-Exo进行干预；研究证实，NDRG2参与调控OGD/R后星形胶质细胞活性和功能，并参与BM-Exo对OGD/R后星形胶质细胞活性和功能的调控过程。本项目研究证实BM-Exo能够调控缺血性脑卒中体内外模型NDRG2以及miR-98的表达。通过数据库对比预测NDRG2与miR-98之间存在匹配位点；荧光素酶报告基因实验证实NDRG2与miR-98存在直接作用关系；采用基因转染等技术进一步证实miR-98 参与调控OGD/R后星形胶质细胞NDRG2的表达，并影响星形胶质细胞活性和部分功能的作用机制。通过过表达或敲减BMSCs的miR-98，获取富含和少含miR-98 的BM-Exo（BM-Exo98+、BM-Exo98-），并对缺血性脑卒中体内外模型进行干预，证实BM-Exo通过miR-98 调控NDRG2，进而影响OGD/R后星形胶质细胞活性和部分功能；并初步验证了BM-Exo98+对缺血性脑卒中的神经保护作用。本项目从BM-Exo通过miR-98调控NDRG2影响星形胶质细胞活性和功能，发挥神经保护作用的角度；探讨了 BMSCs移植治疗缺血性脑卒中的疗效机制，为BMSCs的临床应用增加新的思路和理论依据。