LncRNA NONRATG022419调控PRG-1的表达在糖尿病脑损伤中的作用及机制研究

PRG –1 is as a regulator of neuronal plasticity, which is down-regulated both in diabetes and neurological disorders pathogenesis and that acts an important function, but the mechanism of its down-regulation is still not clearly elucidated.   In our previous studies, both of the PRG –1 gene and protein are detected down-regulated ，LncRNA NONRATG022419 also is down-regulated, and   miR -18a is higher expression in the hippocampus of diabetic rats brain. Moreover,NONRATG022419   can be combined with miR-18a, and miR-18a can be combined with Prg-1. There is a targeted relationship. Therefore, it is postulated that due to the NONRATG022419 downexpression in hippocampus, the number of mir-18a   being adsorbed by NONRATG022419 as   ceRNA   are reduces, which makes miR -18a to relatively more combined with the target genes Prg-1, that inhibits the expression of protein   PRG-1, affects   synaptic plasticity, and   promotes the diabetes brain damage. In this project， we demonstrate the relationship of NONRATG022419 and the   down regulationin of PRG- 1 as well as the neuron damage associated, which would provide a novel idea for the treatment of diabetic encephalopathy.

PRG-1作为一种神经元可塑性的调节器，其低表达在糖尿病及神经功能障碍的发病过程中起了重要作用，但低表达的机制仍存许多疑问。我们前期研究发现：糖尿病大鼠海马内PRG-1 基因及蛋白表达均下调、LncRNA NONRATG022419表达下调、miR-18a表达升高，而且NONRATG022419与miR-18a，miR-18a与Prg-1，存在靶向关系。因此提出：在糖尿病状态下， 由于海马内NONRATG022419表达下调，作为ceRNA吸附miR-18a的数量减少，使得miR-18a相对多的结合到靶基因Prg-1上，抑制了蛋白PRG-1的表达，进而影响突触的可塑性，促进了糖尿病脑损伤。本课题拟在2型糖尿病动物模型及神经元细胞模型上，探讨高糖引起NONRATG022419表达降低与PRG-1低表达的关系及这种变化与神经细胞损伤的关联，为糖尿病脑病的治疗提供新的思路。

PRG-1 被认为是神经元可塑性的一个调节器，其低表达在糖尿病及神经功能障碍的发病过程中起了重要作用，但低表达的机制仍存许多疑问。我们前期研究发现：糖尿病大鼠海马神经元内Prg-1基因和PRG-1蛋白表达均降低，而且采用长链非编码RNA测序技术对糖尿病大鼠海马和正常大鼠海马进行了全面的比较，以筛选糖尿病脑损伤信号通路中的关键靶标。测序结果发现：与正常对照组相比，糖尿病大鼠海马中上调基因737种，下调547种， 其中Prg-1基因表达下调。鉴于Prg-1基因的生物学功能，我们通过生物信息学网站RegRNA 2. 0 数据库在表达具有差异性的基因中预测了与Prg-1相互作用的基因： Prg-1与表达上调基因中的rno-miR-18a具有潜在的互补结合位点，同时，下调基因中的 LncRNA NONRAT-G022419与上调基因中的rno-miR-18a（简称miR-18a） 也具有潜在的互补结合位点。 随后qRT-PCR和Western blot实验也证实了糖尿病大鼠海马中LncRNA NONRATG022419、 Prg-1基因表达下调， miR-18a表达上调， PRG-1蛋白水平降低。这种靶向关系与糖尿病脑损伤有何联系，还需深入研究。本项目主要从 3 个方面来研究 ：①明确糖尿病发病过程中，NONRATG022419、 Prg-1的低表达， miR-18a的高表达，突触可塑性降低。②在 293T 细胞上，明确 LncRNA NONRATG022419 与 miR-18a 的靶向关系， miR-18a 与 Prg-1 的靶向关系。③在SH-SY5Y细胞高糖损伤模型上，确认NONRATG022419调控Prg-1的表达与糖尿病脑损伤的关系。研究成果充分表明：①高糖状态下， NONRATG022419 、 Prg-1的低表达， miR-18a的高表达， PRG-1 蛋白的低表达； 树突棘的密度变小，长度变短，LTP变小。②高糖状态下，降低的NONRATG022419吸附miR-18a减少，导致miR-18a与Prg-1结合增加，抑制了PRG-1蛋白的表达。③下调LncRNA NONRATG022419表达， 可以抑制了蛋白PRG-1的表达，影响突触的可塑性，促进了糖尿病脑损伤。