LncRNA MEG3通过miR-493-5p/MIF信号通路抑制缺血性脑卒中后神经干细胞增殖

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背景:缺血性脑卒中(Ischemic stroke,IS)是最常见的一种急性脑卒中病理类型。在缺血性脑卒中患者的相关治疗中,神经保护策略引起广泛重视。因而,脑缺血后神经发生的病理生理学及相关机制研究尤为重要。值得关注的是,神经干细胞(neural stem cells,NSCs)增殖在脑缺血的生理病理过程中起着不可或缺的作用,对缺血性脑卒中后的脑组织重塑有深远的影响。目的:本文通过探究源自长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)母系表达基因3(maternal-expressed gene 3,MEG3)的微小RNA(microRNA,miRNA)miR-493-5P是否通过靶向巨噬细胞迁移因子(macrophage migration inhibitory factor,MIF)影响缺血性脑卒中后神经干细胞增殖,旨在明确lncRNAMEG3/miR-493-5p/MIF轴在缺血性脑卒中发生发展过程中对神经干细胞增殖的影响和潜在作用机制。方法:1.利用细胞免疫荧光染色鉴定提取的内源性神经干细胞;氧和葡萄糖剥夺再复氧(oxygen and glucose confinement/reoxygenation,OGD/R)的实验方式处理神经干细胞以构建缺血性脑卒中体外神经干细胞模型;细胞样本中目标lncRNA MEG3的表达改变以实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)结果反映;通过CCK-8(Cell Counting Kit-8)细胞计数试剂盒分别评估正常培养状态下的神经干细胞与氧和葡萄糖剥夺诱导的神经干细胞增殖情况,从而绘制不同情况下的细胞增殖曲线。2.利用RT-qPCR技术手段检测OGD/R模型中miR-493-5P表达水平;在DIANA-Lnc Base v.2上进行MEG3和miR-493-5P可能结合位点预测;利用质粒RNA瞬时转染技术敲低lncRNA MEG3,进而用倒置荧光显微镜观察细胞转染情况及RT-qPCR方法检测MEG3表达来验证转染效率;RT-qPCR法检测对照组和实验组细胞相应miR-493-5P mRNA表达量,验证MEG3与miR-493-5P相关性。3.用RT-qPCR、蛋白质印迹法(Western blot,WB)对OGD/R组和空白对照组的细胞进行MIF mRNA、MIF蛋白水平进行检测;通过分别转染miR-493-5p体外模拟物(mimics)和体外抑制剂(inhibitor)质粒DNA对miR-493-5p表达实施干扰;通过RT-qPCR技术分析转染效率。针对成功转染miR-493-5p mimics和miR-493-5p inhibitor的细胞实验组及对照组,检测MIF在mRNA水平上表达量改变;蛋白质印迹法(Western blot)进一步明确MIF蛋白分子水平的表达改变。神经干细胞瞬时转染miR-493-5p inhibitor后对转染细胞和正常培养的神经干细胞进行OGD/R诱导,CCK-8检测转染组与对照组下神经干细胞增殖能力变化。4.对神经干细胞按照分组分别进行si-MEG3、miR-493-5p mimics质粒转染后再进行OGD/R处理,CCK-8检测各组细胞增殖水平,细胞免疫荧光染色实验检测增殖相关蛋白PCNA表达水平改变。结果:1.细胞中神经干细胞特异标记分子NESTIN、SOX2共表达阳性;OGD/R诱导下的神经干细胞中MEG3水平显著上调(P<0.01);在OGD/R组的神经干细胞增殖能力24小时后明显减弱(P<0.05)。2.miR-493-5p表达在OGD/R细胞模型中呈现上调改变(P<0.05)。生物信息学检测发现MEG3与miR-493-5p可能存在一个结合位点,且敲低MEG3后miR-493-5p表达减少(P<0.05)。3.促进miR-493-5p表达,MIF在RNA和蛋白表达水平均对应呈现下调改变(P<0.01);而当转染miR-493-5p体外抑制剂时则相反(P<0.05)。miR-493-5p inhibitor转染组神经干细胞增殖能力明显有一定程度提高(P<0.001)。4.当MEG3低表达时,OGD/R诱导下神经干细胞的增殖能力明显高于对照组(P<0.001),PCNA蛋白表达增多(P<0.01)。转染miR-493-5p抑制剂48小时后经氧和葡萄糖剥夺再复氧的神经干细胞增殖能力提高,且高于空白对照组(P<0.001)。转染miR-493-5p模拟物48小时后细胞增殖能力明显低于空白对照组(P<0.001)。结论:1.神经干细胞OGD/R处理后MEG3高表达,细胞增殖受抑制。2.MEG3与miR-493-5p在基因调控表达中呈现同向改变,二者具有正相关性。由此,我们推测MEG3启动子的单个初级转录本同时调控MEG3和miR-493-5p的表达。3.MIF作为miR-493-5P的下游靶效应因子,miR-493-5P能直接抑制其表达,而过表达MIF可减轻OGD/R对神经干细胞增殖活力的损伤影响。4.抑制lncRNA MEG3表达可通过miR-493-5P/MIF轴促进神经干细胞增殖,减轻缺血性脑卒中损伤,这有助于进一步了解脑缺血的病理生理发展进程,为有效预防和/或治疗缺血性脑卒中提供了可能的潜在基因靶点。
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