lncRNA NEAT1/miRNA-34 crosstalk参与调控rESWT促进脑梗死后神经功能恢复的机制研究

Recently, shock wave therapy, as a physical modality, is showing a peculiar clinical efficacy. However, little is known about its biological principle, especially the molecular mechanism. In our previous studies, the radial extracorporeal shock wave therapy (rESWT) applied to the head of rats with cerebral infarction activates Notch-Wnt/β-catenin signaling pathways that affect the proliferation and differentiation of neural stem cells; improves neurological function and reduces the expression of miRNA-34. The new researches have suggested that miRNA-34 has been shown to crosstalk with Notch-Wnt/β-catenin signaling pathways, and lncRNA NEAT1 could interact with miRNA-34. The project intends to start with lncRNA NEAT1/miRNA-34 crosstalk to explore the interaction between NEAT1/miRNA-34 crosstalk and Notch-Wnt/β-catenin pathways and their molecular mechanisms that affect the proliferation and differentiation of neural stem cells. The program provides a theoretical basis and potential drug targets for the rESWT of cerebral infarction.

冲击波疗法是近年新兴的一种物理康复方式，在康复治疗中有着独特的临床效果，但对其生物学作用原理，尤其是分子机制的研究不够深入。我们的前期研究发现：体外放散式冲击波（rESWT）激活重要的干细胞功能调控网络Notch-Wnt/β-catenin信号通路，影响神经干细胞的增殖与分化；改善脑梗死大鼠神经功能；并能降低miRNA-34的表达。近期有研究提示：miRNA-34与Notch-Wnt/β-catenin通路存在crosstalk；miRNA-34与lncRNA NEAT1存在相互作用。本项目拟从lncRNA NEAT1/miRNA-34 crosstalk入手，探讨NEAT1/miRNA-34 crosstalk与Notch-Wnt/β-catenin通路间的相互作用规律，及其影响神经干细胞增殖和分化的分子机制，为脑梗死的rESWT治疗提供理论依据及潜在药物靶点。

脑梗死是严重危害人类健康的常见疾病，是成年人致残的最主要原因之一，我国每年针对该疾病的医疗花费超过300亿元，本人、家庭和社会均不堪重负。rESWT是一种新兴的物理治疗方式，在缺血性疾病以及周围神经损伤疾病的治疗中取得了非凡的疗效，可能与其有效促进多种干细胞的自我增殖和多向分化有关，但具体分子机制尚未阐明。首先，本项目通过培养神经干细胞，构建大鼠和家兔的脑梗死模型，观察了不同剂量的rESWT对神经干细胞及脑梗死后梗死体积的影响，明确了rESWT干预神经干细胞及脑梗死大鼠和家兔的最佳剂量，验证了rESWT干预头部的安全性以及对脑梗死后神经发生和改善神经功能的促进作用。然后，本项目探讨了rESWT通过lncRNA NEAT1、miRNA-34a等非编码RNA调控脑梗死后的神经发生的具体机制，阐明了rESWT通过下调lncRNA NEAT1和miRNA-34a的表达，抑制miRNA let 7b调控靶基因P21和cyclin D1，从而增强神经干细胞的增殖，促进脑梗死后的神经发生。此外，本项目还增加了rESWT预处理脑梗死大鼠的内容，发现rESWT以合适的剂量预处理大鼠头部可以减轻脑梗死损伤，缩小梗死体积，改善脑血流，促进脑梗死后神经发生。最后，本项目还进一步研究了rESWT改善脑血流的分子机制，通过培养血管内皮细胞，发现rESWT下调Bach1，通过Wnt/β-catenin通路影响VEGF的表达，促进血管新生。本课题组的研究成果确定了rESWT促进脑梗死后神经功能恢复的分子机制及潜在靶点作用，进一步推动了脑梗死rESWT治疗的临床转化和应用，同时也为物理治疗在脑神经损伤疾病的临床应用提供了新的思路。相关成果是，发表了2篇SCI论文和2篇国内核心期刊论文，培养了2名博士研究生和5名硕士研究生，其中3人已毕业。