miRNA参与百草枯致神经细胞损害的作用及转录因子Nrf2在其中的作用

百草枯是应用广泛的除草剂,是帕金森病（PD）的潜在环境危险因素之一。miRNA网络的改变可能导致包括PD在内的神经退行性病变，但其与环境神经毒物的关系不明，国内外未见报道。基于我们新近的初步发现miR-133b和转录因子Nrf2可能参与百草枯神经毒性作用，但作用有待深究。本项目以百草枯致C57BL/6小鼠和PC12细胞、Nrf2基因敲除小鼠及其原代多巴胺能神经细胞PD模型为对象，分析小鼠黑质和细胞miRNA和mRNA表达谱变化，并结合生物信息学预测，锁定某一特定miRNA个体及其靶基因，应用gain (loss)-of -function 干预实验技术，探讨miRNA是否联合Nrf2参与百草枯致神经细胞损害作用及可能机制。将首次形成miRNA参与环境毒物致PD作用的学说，并初步揭示miRNA与Nrf2之间的调控网络在环境毒物致PD中的意义，有明显创新性和极重要的理论价值和实际公共卫生意义。

百草枯（PQ）是应用广泛的除草剂,是帕金森病（PD）的潜在环境危险因素之一。miRNA网络的改变可能导致包括PD在内的神经退行性病变，但其与环境神经毒物的关系不明。.本项目以百草枯致C57BL/6小鼠和Neuro-2a细胞、Nrf2基因敲除小鼠PD模型为对象，分析小鼠黑质或神经细胞miRNA、lncRNA和mRNA表达谱变化，并结合生物信息学预测，锁定miRNA-17-5p及其靶基因，应用gain (loss)-of -function实验技术，探讨miRNA是否联合Nrf2参与百草枯致神经细胞损害作用及可能机制。.本项目获得以下重要且创新性发现：（1）体内与体外PQ和MPTP暴露致神经细胞损害时均出现miRNA表达谱的特征性改变，miRNA可能参与PQ和MPTP致神经细胞退行性病变的分子作用机制，其中miRNA-380-5p/Sp3在PQ或MPTP致小鼠神经毒性中可能发挥作用。（2）PQ处理Neuro-2a细胞引起miRNA-17-5p下调及其靶基因YES1上调，miRNA-17-5p在PQ诱导的神经细胞损害（细胞周期改变）起到一定的保护作用。PQ通过氧化应激途径或DNA甲基化途径引起miR-17-5p表达下调。（3）体内PQ或MPTP暴露均可引起黑质组织lncRNA表达谱和mRNA谱的特征性改变，这可能是参与PQ或MPTP诱导神经毒性的机制之一。RNA荧光原位杂交和免疫细胞化学激光共聚焦显微镜实验结果发现：PQ或MPTP处理引起两条特异的lncRNA NR-030777和NR-027648改变，这两条lncRNA在脑组织内广泛表达，且在多巴胺能神经元胞质内大量表达（细胞核内不表达），而在星形胶质细胞内却未见表达。（4）发现一些与转录因子Nrf2相关的特异性miRNA和lncRNA，其与Nrf2之间相互作用可能参与PQ或MPTP引起的神经毒性。如，小鼠脑黑质中的miRNA-380-5p（靶基因----Sp3）与Nrf2在PQ或MPTP引起的神经毒性中可能共同起作用,值得关注并进一步研究。.这些研究成果首次形成miRNA参与环境毒物致PD作用的学说，并初步揭示miRNA与Nrf2之间的调控网络在环境毒物致PD中的意义，有明显创新性和极重要的理论价值和实际公共卫生意义。