miR-449b/Notch1信号通路在远隔缺血适应促进缺血性脑卒中后神经再生的作用机制研究

Clinical studies have documented that remote ischemic conditioning (RIC) improves the functional outcome after ischemic stroke. However, the underlying molecular mechanisms remain unknown. Our preliminary studies showed that RIC enhanced the proliferation and migration of neural stem cells in the SVZ region in mouse model of stroke. Consistently, neurogenesis after ischemic stroke can be promoted by the activation of Notch1 signaling pathway, whose expression can be inhibited by miR-449b. Our preliminary studies also found that RIC down-regulated miR-449b expression in plasma and SVZ region, as well as activated the Notch1 signal pathway. Therefore, we hypothesized that RIC inhibits miR-449b expression, which in turn the activated Notch1 signaling pathway, and finally then promotes neurogenesis and ultimately improves functional outcomes after ischemic stroke. To verify our hypothesis, we will perform in vitro and in vivo experiments to investigate the cellular behavioral mechanisms of RIC-induced neurogenesis in mouse model of stroke by manipulating gene overexpression/low expression techniques. We will determine whether RIC plays its roles in promoting neurogenesis through the miR-449b/Notch1 signaling pathway. Our data will provide a new direction and biomarkers for the treatment of ischemic stroke.

临床研究发现远隔缺血适应（RIC）可以促进缺血性脑卒中后的神经功能恢复，但其分子机制尚不清楚。神经再生是神经功能恢复、改善患者预后的重要因素。我们前期研究显示RIC能促进脑卒中小鼠室管膜下层区(SVZ)神经干细胞增殖和迁移。研究表明，活化Notch1信号通路可促进缺血性脑卒中后神经再生，而Notch1表达可被miR-449b抑制。我们前期研究发现，RIC下调小鼠血浆和SVZ中miR-449b，同时活化Notch1表达。据此，我们提出科学假说：RIC通过抑制miR-449b表达，从而活化Notch1信号通路，促进缺血性脑卒中后神经再生，最终改善神经功能。本项目首先采用体外及体内实验，探讨RIC促进小鼠缺血性脑卒中后神经再生的细胞行为学机制；其次结合基因过表达/低表达技术，探讨RIC是否通过miR-449b/Notch1通路促进神经再生，为RIC治疗缺血性脑卒中提供新的思路和生物学标志物。

临床研究发现远隔缺血适应（RIC）可以促进缺血性脑卒中后的神经功能恢复，但其分子机制尚不清楚。神经再生是神经功能恢复、改善患者预后的重要因素。本项目首先采用体外及体内实验，探讨RIC促进小鼠缺血性脑卒中后神经再生的细胞行为学机制；其次结合基因过表达/低表达技术，探讨RIC是否通过miR-449b/Notch1通路促进神经再生。研究分为四部分，第一部分，通过小鼠MCAO模型，探讨RIC促进小鼠缺血性脑卒中后神经再生的细胞行为学机制。研究结果显示，RIC能够改善神经功能；促进SVZ神经干细胞的增殖和迁移；第二部，探讨miR-449b在RIC促进缺血性脑卒中后神经再生中的作用。结果显示，RIC下调SVZ的miR-449b的表达；进一步体外实验发现miR-449b参与神经干细胞的增殖；第三部，探讨Notch1信号通路在RIC促进缺血性脑卒中后神经再生中的作用。研究结果显示，RIC能够促进SVZ的Notch1蛋白的表达；体内实验发现，敲低Notch1后，神经前体细胞的增殖与迁移显著降低，说明RIC促进神经再生与Notch通路相关；第四部分，探讨RIC是否通过miR-449b/Notch1通路促进缺血性脑卒中。荧光报告素酶实验结果显示miR-449b与Notch1的3’UTR区结合，敲低miR-449b，Notch1蛋白表达降低。采用原代培养神经前体细胞，研究显示miR-449b/Notch1通路参与RIC促进神经再生。在完成目标任务的同时，我们通过体内实验及体外实验，探讨低氧适应对低氧/缺血后神经再生的影响，并探讨了神经前体细胞代谢重编程在调控神经再生中的作用机制。进一步临床研究，我们发现RIC治疗烟雾病安全有效，能够显著改善脑血管灌注。而且对于急进高原人群，可以减少高原不适反应，增加血氧及脑氧饱和度，改善脑注意网络，尤其是警觉能力，为预防高原反应，提高高原作业人员工作能力提供了新方向。课题研究期内，共发表第一和通讯作者论文11篇，其中SCI论文9篇，核心论文2篇，主编、副主编专著4部；授权国家实用新型专利5项，发明专利4项；获得国家科技进步二等奖1项和省部级以上科技进步奖4项。培养研究生7名，获国家奖学金2名，北京市优秀毕业生2名；培养青年骨干2名，获北京市医管局青苗计划人才2名，北京市科技新星1名；项目负责人晋升神经病学博士研究生导师。