大鼠弥漫性轴索损伤后miRNA-23a的表达及其在继发性损伤中的作用机制

Diffuse axonal injury (DAI) is one kind of severe traumatic brain injury (TBI), for which, there is still no specific and efficient therapeutics in clinical practice. In our preliminary study, we found that the expression of various miRNAs, including miRNA-23a, changed significantly in every injury loci, and the target genes of calpain2 and caspase7, both of which are crucial protease in the secondary of DAI, were potencially regulated by miRNA-23a. Taking the secondary injury theory and mechanism of DAI into consideration, here we propose the hypothesis that the expression of miRNA-23a in the injury loci of DAI can regulate the expression of calpain and caspase and the process of axonal skeletal protein breakdowm and proteolysis mediated by the two proteases, and finally have an effect on the secondary axonal injury and disconnection, and the patients' prognosis. In this study, we are to accomplish the detection of miRNA-23a in DAI injury loci, and its regulation effects on the expression of proteases involved in the secondary injury of DAI and its concrete mechanisms. Thereafter, we plan to interfere the expression of miRNA-23a to study whether it is a potential theraputic target of DAI.

弥漫性轴索损伤（DAI）迄今为止临床上无针对性的有效治疗，预后极差。我们在前期研究中发现，在DAI大鼠脑损伤位点，包括miRNA-23a在内的多种miRNA表达具有显著变化，且通过靶基因预测发现miRNA-23a对DAI继发性损伤中的关键蛋白水解酶calpain2及caspase7的靶基因均具有调节作用。结合DAI 的继发性损伤原理和机制，我们假设"在DAI中，miRNA-23a的表达变化会通过影响calpain及caspase分子的表达，调节其介导的轴突骨架蛋白的降解，进而影响轴索的继发性损伤、断裂，并最终影响损伤的愈合和患者的预后"。为证实该假设，本项目拟进一步完善DAI后miRNA-23a表达的检测，并研究其对参与DAI继发性损伤的蛋白水解酶表达的调节作用和影响损伤严重程度的具体机制；在此基础上，进一步调控miRNA-23a的表达，探索以miRNA-23a为靶点治疗DAI的潜在可能性

弥漫性轴索损伤（DAI）是颅脑创伤的一种特殊形式，临床以高死亡率和高致残率为主要特征。但是由于对其发病机制，尤其是继发性损伤机制的认识尚不清除，迄今为止临床上无针对性的有效治疗，因而预后极差。因此，阐明DAI的损伤机制并以此发展针对性的治疗方案对提高DAI患者的临床疗效和改善患者的预后具有重要意义。小分子RNA（microRNA，miRNA）是新近发现的可以在转录后水平负向调节基因表达的调节分子，多项研究表明其可以通过调节蛋白质的表达来调节细胞能的分子活动，进而影响某些疾病的病理生理过程，其多靶点调节特点也为TBI或DAI的多靶点综合治疗提供了潜在的可能。在该研究中，我们成功制备并优化了大鼠DAI模型，系统检测了DAI大鼠脑组织中miRNA表达谱的改变，并进一步，研究了大鼠DAI后miRNA-23a的表达变化。结果发现，在新皮层组织中，DAI伤后1天时miRNA-23a表达下调至对照组的0.6（超过1.5倍），而伤后7天则上调至对照组的3.76倍；在海马组织中，DAI伤后1天时miRNA-23a的表达量为对照组的2.18倍，伤后7天为对照组1.13倍，基本恢复正常；而在脑干组织中，伤后1天时miRNA-23a量为对照组的1.95倍，但7天时却降至对照组的0.55倍（1.5倍以下）。在此基础上，我们通过荧光原位杂交（FISH）技术进一步验证了以上内容。miR-23a 在新皮层的表达量在DAI 损伤1 d 时变化不大，DAI损伤3 d 时略微升高，DAI 损伤7 d 时呈现高表达。而在海马区，miR-23a的表达量在DAI损伤1 d时明显升高，DAI损伤3 d和7 d时降低至与对照组基本一致水平。另一方面，我们熟练掌握了神经元体外培养的方法和技术，正在积极制备体外神经元轴突损伤模型。这些都为我们进一步研究研究miRNA-23a在大鼠DAI继发性损伤中的作用机制以及如何通过调节miRNA-23a表达治疗DAI提供了良好的基础。