长链非编码RNA GAS5在小胶质细胞极化中的作用和机制研究

Multiple Sclerosis (MS) is a classical central nervous system (CNS) inflammatory demyelinating disease and no effective treatment is available for progressive MS yet. As the major innate immune cells in CNS, microglia play an essential role in MS and manipulating microglia M1/M2 polarization is a critical point of its function. Here, we used microarray screening to identify GAS5 as an epigenetic inhibitor of microglia M2 polarization. In vitro overexpression and interference studies revealed that GAS5 suppressed microglial M2 polarization and promoted M1 polarization. GAS5 modification of microglia significantly affected the survival and differentiation of oligodendrocyte progenitor cells and neurite growth. Interference with GAS5 in transplanted microglia attenuated the progression of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Higher levels of GAS5 were found in amoeboid-shaped microglia in MS patients. Further, we will clarify the role of GAS5 in demyelinating diseases and explore the molecular mechanism in affecting microglia polarization. Thus, our work will provide new molecular mechanism for neuroimmunomodulation as well as offer GAS5 as a promising target for the treatment of demyelinating disease.

多发性硬化（Multiple Sclerosis，MS）是一种经典的中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病，进展型MS至今尚无法治愈。小胶质细胞作为中枢主要固有免疫细胞，在MS的发病和进展中扮演重要角色。阐明小胶质细胞M1型与M2型的极化机制是调控其功能的重要着力点。我们前期通过芯片筛选结合体外实验发现，长链非编码RNA GAS5显著抑制小胶质细胞向M2型极化，并显著影响小胶质细胞对OPCs和神经元的作用。在体内，将GAS5基因修饰的小胶质细胞移植入EAE小鼠（MS模型）可影响疾病进展。此外，我们发现GAS5在MS病人脑片中倾向于M1型的小胶质细胞中高表达。在此基础上，我们拟进一步阐明GAS5对神经系统脱髓鞘疾病的作用并探索GAS5影响小胶质细胞极化的分子机制。我们对GAS5在小胶质细胞极化中作用的研究，不仅可为神经免疫调节提供新的分子机制，而且可能为神经系统脱髓鞘疾病的治疗提供潜在的靶点。

长链非编码RNA是一类新兴的细胞功能调节分子，在中枢神经系统中的作用十分引人关注。本项目聚焦于中枢主要固有免疫细胞小胶质细胞，探索长链非编码RNA GAS5对其极化功能的影响，同时利用EAE小鼠模型研究对多发性硬化症发生、发展的影响，并阐明具体作用机制。我们研究发现，在体外原代培养的小胶质细胞中，GAS5可以抑制Ym-1、Fizz-1、CD206、IGF-1等M2型小胶质细胞的标志物表达，同时增加TNF-α、IL-1β等炎性因子的分泌。GAS5基因修饰的小胶质细胞条件上清显著影响共培养的OPCs的凋亡、分化和神经元的突起生长。在体内，将GAS5基因修饰的小胶质细胞移植入多发性硬化症的模型EAE小鼠可影响疾病进展。干扰GAS5的小胶质细胞移植入LPC模型小鼠可促进髓鞘再生。机制上，GAS5通过与PRC2结合，调节控制极化的关键转录因子IRF4的转录，从而调控极化功能。本项目首次揭示了一个长链非编码RNA分子在小胶质细胞中的功能，也是第一次证明了一个长链非编码分子通过影响免疫反应参与EAE和MS的发病过程，具有重要的科学价值和潜在的临床应用价值。