MicroRNA-124协同TGF-β1-Smad4调节小胶质细胞内毒素耐受的机制

The mechanisms of peripheral multi-organ infection and failure caused by sepsis or systemic inflammatory response syndrome (SIRS) have been making great progress, but little research about causing central nervous system (CNS) inflammation or infection had been made. In this project, we will establish a model of sepsis caused by CNS infection firstly, meanwhile, clarify the expression of key molecule-Smad4 involving in endotoxin tolerance during the CNS inflammation process; followed by analysis the mechanism of transcriptional regulation for Smad4 in microglia under the condition of endotoxin tolerance in CNS, detect the expression of an important molecule-miR-124, which involve in the regulation of polarity state of microglia; analysis the mechanism of miR-124 cooperate with TGF-β1-Smad4 pathway which regulates the activation of microglia cells and immune tolerance, as well as the interrelationship between this mechanism with CNS inflammatory disease progression caused by sepsis. This project is trying to find some key target molecules which can control resting or activated state of microglia, providing new insight into clarifying the mechanism of pathogenesis and treatment of inflammation or autoimmune disease in CNS.

败血症或全身炎症反应综合症（SIRS）致外周多器官感染和衰竭的机制研究有较大进展，但对于其导致中枢神经系统（CNS）炎症或感染机制的研究甚少。本课题首先建立败血症致CNS感染的模型，明确参与内毒素耐受的关键分子Smad4在CNS内炎症反应过程中的表达变化；接着分析CNS的小胶质细胞内毒素耐受下，Smad4的转录调节机制，以及在内毒素耐受条件下，参与调节小胶质细胞极性状态的重要分子miR-124的变化；最后分析miR-124协同TGF-β1-Smad4通路调节小胶质细胞活化及免疫耐受的机制，以及这种机制与败血症致CNS炎症性疾病病程之间的相互关系。通过本实验试图寻找能够控制小胶质细胞保持静息或活化状态的关键靶分子，为CNS炎症或免疫性疾病的发病机制及治疗提供新的研究思路。

败血症或全身炎症反应综合症（SIRS）致外周多器官感染和衰竭的机制研究有较大进展，但对于其导致中枢神经系统（CNS）炎症或感染机制的研究甚少。本课题以败血症致CNS感染作为疾病模型，研究在此发病过程中哪些分子机制参与其中。重要研究结论有以下几点：① 小胶质细胞通过内毒素耐受机制来抑制过度的炎症反应，在内毒素耐受状态下，小胶质细胞启动分化程序来诱导其向M2型表型分化，并表达Th2 型分子如精氨酸酶1 (Arg 1)、 FIZZ1、CD206、 IL-4 和 IL-10等。小胶质细胞在耐受状态下向M2型分化。这种极化状态的转换，具有减轻脑内炎症反应并促进神经元存活的特性。② 在内毒素耐受状态下，小鼠大脑皮层小胶质细胞从M1型向M2型过渡，并高表达M2型细胞因子或趋化因子。特别是M1型CD16/32表达逐渐降低，而M2型分子CD206表达持续增高。③ 小胶质细胞和巨噬细胞在内毒素耐受状态下，E3泛素蛋白连接酶-Triad3A表达都上调。④ 内毒素耐受状态下的小胶质细胞与炎症状态下相比，miRNA-124表达下调，转染miRNA-124可以增强小胶质细胞NF-κB的活性并增加炎症反应程度，反之亦然。重要的是，miRNA-124能够结合Triad3A的3'-UTR区，而Triad3A又负向调控TLR受体。下调Triad3A可以促进小胶质细胞的炎症反应。⑤ 内毒素耐受状态下的小胶质细胞与炎症状态相比，miRNA-155表达下调，转染miRNA-155可以增强小胶质细胞NF-κB的活性并增加炎症反应程度，反之亦然。miRNA-155能够结合SOCS-1的3'-UTR区，而SOCS-1又负向调控炎性细胞因子的表达。下调SOCS-1可以促进小胶质细胞的炎症反应。⑥ 用分枝杆菌感染巨噬细胞的条件培养基去感染小胶质细胞，发现小胶质细胞M1型分子如iNOS, TNF-α, IL-1β, IL-6, CCL2表达明显上调，而M2型分子如Arginase1, Ym1 and CD163表达下调。判定此状态下，小胶质细胞向促炎症的M1型极化。小胶质细胞的M1表型通常与急性感染早期阶段的保护相关。通过本项目试图寻找能够控制小胶质细胞保持静息或活化状态的关键靶分子，及其调控这些靶分子的上游分子，如miRNA-124或miRNA-155等，为CNS炎症性疾病的发病机制及治疗提供新的研究思路。