MiRNA在许多生命活动中发挥重要作用,然而是否有miRNA参与血脑屏障的功能调节,目前尚未报道。本课题试图探讨miRNA在血脑屏障中的作用和机制。我们前期研究发现,miR-126是血管内皮特异表达的miRNA,其基因敲除小鼠在胚胎期和成年后都表现出明显的器官出血表形,表明miR-126参与血管完整性的调节。考虑到血管完整性对于血脑屏障具有重要意义,我们推测miR-126可能参与了血脑屏障的形成和功能调节。通过分析,我们认为miR-126可能通过3种方式影响血脑屏障1.miR-126影响内皮细胞间的紧密连接。2.miR-126调节内皮细胞的基因表达,改变内皮细胞对外周细胞的募集作用。3.miR-126影响脑血管基底膜的形成。本课题将在miR-126基因敲除小鼠的基础上应用指示剂示踪、透射电镜等方法验证上述3种可能性,并探讨miR-126作用的分子机制,从而为神经疾病的防治提供理论基础。
MiR-126;blood brain barrier;EGFL7;angiogenesis;vascular injury and repair
血脑屏障是由内皮细胞组成的具有选择通透性的屏障系统。MiR-126能调节血管完整性,本研究探讨miR-126在血脑屏障中的作用。我们通过观察伊文氏蓝或Dil染料经静脉注射后能否透过血脑屏障,来确定miR-126的作用,结果显示染料都不能透过miR-126 KO小鼠的血脑屏障;电镜观察显示miR-126 KO小鼠血脑屏障的基底膜未受影响,表明miR-126 KO不影响血脑屏障的生理功能。在研究中,我们发现miR-126位于EGFL7内含子,EGFL7/miR-126双突变小鼠头部的出血程度比EGFL7突变和miR-126 KO小鼠严重,表明EGFL7和miR-126协同调节血管完整性,因此我们调整方案来研究EGFL7/miR-126双突变对血脑屏障的影响,结果显示伊文氏蓝或Dil染料不能透过EGFL7/miR-126双突变小鼠的血脑屏障。然而我们发现EGFL7/miR-126双突变小鼠的血管数量减少,提示EGFL7和miR-126参与血管新生;同时我们发现miR-126敲除的内皮细胞肿胀,表明内皮功能受损。因此我们调整方案来研究EGFL7/miR-126在血管新生和损伤修复这两方面的作用。我们发现1、EGFL7突变导致血管数量减少,miR-126 KO、EGFL7/miR-126双突变导致头部血管网格状排列;进一步观察miR-126、EGFL7在肿瘤血管新生中的作用,显示EGFL7突变、miR-126 KO或EGFL7/miR-126双突变都能通过影响血管新生抑制肿瘤生长;通过侧枝循环模型研究发现,EGFL7突变和EGFL7/miR-126双突变小鼠后肢的血流减少;经过10天修复,EGFL7突变小鼠和EGFL7/miR-126双突变小鼠的后肢缺血程度未见减轻。2、在动脉粥样硬化模型中,miR-126 KO小鼠血管更容易形成脂质斑块;在肺血管重塑模型中, miR-126 KO促进野百合碱诱发的肺血管重塑和肺微小血栓形成,进而导致右心肥厚;在脑缺血损伤模型中, miR-126 KO小鼠在结扎后死亡时间明显早于对照组。在EGFL7/miR-126作用的分子机制方面,我们发现miR-126,能够抑制ADAM9,PTPN9,THAP6,E2F7,SPRED1,VCAM1,RGS3,IL10RA等多个基因的表达,进而调控VEGF/MAPK信号通路。