RGMa调控缺血性脑卒中小胶质细胞极化的作用及机制研究

Ischemic stroke is one of the leading causes of death and disability worldwide. Recent studies identify that the activated microglia polarizes toward distinct phenotypes to play different roles in ischemic injury. Inhibition of microglial M1 polarization and facilitation of M2a polarization would reduce tissue injury and promote functional recovery after stroke. However, the underlying mechanisms of it are unclear. Our previous studies found that the expression of repulsive guidance molecule a (RGMa) is up-regulated in neurons, astrocytes and epithelial cells. The up-regulated RGMa is involved in multiple pathological events of stroke, including axon regeneration, glial scar formation, and angiogenesis. But the role of RGMa on microglia is still unknown. Therefore, we plan to elucidate the role and the underlying mechanisms of RGMa in the regulation of microglial polarization after ischemic stroke. We would also explore the function and mechanisms of microglial polarization on death and regeneration of neurons and oligodendrocytes in ischemic injury and the therapeutic time window for modulation of microglial polarization after stroke. To clarify them, we would establish a mice middle cerebral artery occlusion/reperfusion model in vivo and culture brain cells in vitro, apply lentivirus (LV) and specific inhibitors to regulate the expression of RGMa, neogenin, ALK6, PPAR-γ, and NF-κB p65, perform LV infection, stereotactic surgery and adoptive transfer, and use a lot of molecular biology methods. This project will provide a new therapeutic target and experimental basis for ischemic stroke treatment.

缺血性脑卒中是严重危害人类生命健康的常见疾病。近年来研究表明，缺血性脑卒中后活化的小胶质细胞可极化为不同的表型发挥不同的作用，脑梗死后抑制小胶质细胞M1型极化、促进M2a型极化可有效减轻组织损伤，促进神经功能恢复，但其机制尚不明确。我们前期研究发现脑缺血后排斥性导向分子a (RGMa)在神经元、星形胶质细胞、血管内皮细胞中表达升高，调控轴突再生、胶质瘢痕形成及血管再生。然而，RGMa在小胶质细胞中的作用尚不清楚。本项目拟从体外细胞和在体小鼠两个层面上，通过慢病毒等方式干预RGMa、neogenin、ALK6、PPAR-γ、NF-κB p65表达，采用过继性转移方法治疗，应用多种分子生物学技术，明确RGMa对缺血性脑卒中后小胶质细胞极化的调控作用及机制，阐明小胶质细胞极化对神经元和少突胶质细胞的损伤死亡及再生的作用及机制，探索治疗时间窗，为缺血性脑卒中治疗提供新靶点和实验依据。

缺血性脑卒中是中枢神经系统（central nervous system, CNS）的常见疾病，约占卒中总数的85%，其具有高发病率、高死亡率、高致残率的特点，严重危害人类的健康。同时，缺血性脑卒中会导致严重神经功能障碍，脑卒中患者出现运动、感觉神经功能受损及认知障碍等症状，严重影响患者生活质量，为其家庭和社会带来严重的负担。因此，探寻缺血性脑卒中发生后减轻神经功能障碍的新靶点迫在眉睫。RGMa属于排斥性导向分子家族，参与了缺血性脑卒中后神经炎症的发生发展，是值得深入研究的分子。课题通过建立大鼠MCAO/R动物模型，OGD/R细胞氧糖剥夺再复氧模型，LPS诱导细胞炎性活化模型，小胶质细胞-神经元细胞以及小胶质细胞-少突胶质细胞条件性共培养模型，采用siRNA、质粒等干预手段，探讨缺血性脑卒中后的RGMa的作用及机制。在小胶质细胞极化方面，我们研究发现，RGMa在小胶质细胞中有表达，且参与了细胞极化变化。RGMa经LPS诱导刺激后表达升高。沉默RGMa基因后，p IκB-α、p p65等NF-κB信号通路相关指标表达减少，TNF-α与iNOS的生成减少，从而抑制小胶质细胞的炎性活化。过表达RGMa后，OGD/R小胶质细胞则从抑炎状态转变为炎性活化状态。在神经细胞共培养方面，我们研究发现，过表达RGMa后的小胶质细胞加重了OGD/R少突胶质细胞的凋亡。而沉默RGMa基因后的小胶质细胞则可减轻OGD/R神经元细胞的凋亡。其机制可能是通过干预NKIRAS2进而抑制NF-κB信号通路的激活，从而对神经元起保护作用。我们的研究结果证实，CNS缺血性损伤后小胶质细胞RGMa表达上调，并参与了细胞炎性激活机制的调控，且干预RGMa对神经元及少突胶质细胞凋亡起调控作用。研究结果揭示了缺血性脑卒中的发病机制，为缺血性脑卒中的治疗寻求新靶点及研究思路。结合本课题的研究结果，我们共发表SCI论文5篇（在投2篇），CSCD期刊论文1篇，国内会议论文3篇，培养博士研究生5名，硕士研究生3名。