非编码RNA调控Lhx8的表达在基底前脑胆碱能神经系统损伤中的保护作用

Basal forebrain cholinergic nerves system involvs the process of learning and memory, the injury of this system leads to cognitive deficit. If we can understand the post-injuried molecular mechanism systematically, the functional repair of this system will be provided successfully. In our previous researches, Lhx8, as a key transcriptional factor, promots the cholinergic neuronal differentiation; and non-coding RNAs (including miR17, miR20a, LncRNA H19) controls the expression of Lhx8; so we assume the hypothesis of H19/microRNAs/Lhx8 axis, namely LncRNA H19, as a competing endogenous RNA(ceRNA), controls the combination of miR17、miR20a with Lhx8 3’UTR, then manipulates the protein expression of Lhx8 in post-transcripted process. This project will prove this hypothesis firstly, then based on different pathologic processes, the non-coding RNAs will be worked as “intrinsic protective targets” or the neural stem cells which modulated by non-coding RNAs will be worked as “extrinsic seed cells”, then using them to repair the post-injuried basal forebrain cholinergic nerves system.

基底前脑胆碱能神经系统参与了学习与记忆形成的过程，该系统的损伤可导致认知功能的障碍；假如能够对损伤后的分子机制进行系统研究，就可以针对性地对其进行功能修复。我们的前期研究发现，Lhx8作为一个核心转录因子在胆碱能神经元定向分化中起重要作用；而非编码RNA(miR17、miR20a和LncRNA H19)能够直接或间接地调控Lhx8的表达水平；在此基础上我们提出胆碱能神经系统的H19/microRNAs/Lhx8轴向调控假说，即：LncRNA H19能够作为竞争内源性RNA(ceRNA)调节miR17、miR20a与Lhx8 3’UTR的结合，从而在转录后水平影响Lhx8的蛋白翻译。本项目拟在验证该假说的基础上，将非编码RNA作为“内源性保护靶点”或将非编码RNA修饰的神经干细胞作为“外源性种子细胞”，对损伤后不同病理阶段的基底前脑胆碱能神经系统进行针对性地修复。

本项目主要研究转录因子LIM同源盒基因8(Lhx8)在胆碱能神经系统损伤和修复中的作用，并探讨非编码RNA对Lhx8的调控机制。主要研究内容包括(1)Lhx8对胆碱能系统的调控作用：该部分主要阐明Lhx8对胆碱能神经元分化过程中的调节作用，明确Lhx8作为神经干细胞向胆碱能神经元分化过程中关键性转录因子的调控机制；(2)非编码RNA对Lhx8的调节作用研究：该部分主要研究非编码RNA对Lhx8的调节机制，进一步明确LncRNA H19/miR17/Lhx8和LncRNA GM21284/miR30e/Lhx8的轴向调控机制；(3)miR17对细胞增殖的调节作用：该部分研究明确了miR17对于神经母细胞瘤细胞增殖的影响。本项目按照标书设计，安排课题进度并完成相关实验; 此外，在完成原有内容的基础上，项目执行过程中还进一步应用基因测序、高通量分析等新技术和手段，深入挖掘非编码RNA的相关调控机制。本项目原计划发表SCI论文1-2篇，核心期刊论文1篇；截止至2018年12月31日，本项目共资助发表标注基金号的SCI论文6篇，核心期刊论文4篇；其中，申请人作为第一或通讯作者共发表SCI论文4篇，核心期刊论文4篇；此外，还有1篇SCI论文处于投稿阶段。本项目执行过程中，共参与培养硕士研究生2名，协助培养博士研究生1名；目前，3名研究生均已顺利毕业并获得学位。总之，本项目的顺利进行为今后进一步探索胆碱能神经系统的发育和再生提供了实验基础。