MicroRNA对Slit-Robo-Rac1/RhoA通路的调控机制及其在感觉神经元再生中的作用

Our previous study found that the damage of DRG sensory neurons render down- regulation of miR-144, miR-145, miR-214,Robo and / or srGAP were their target genes by bioinformatics and luciferase reporter genetic assay. This project is to observed endogenous miR-144, miR-145, miR-214 effecting on the neurite outgrowth of sensory neurons (including growth speed and growth cones guidence) with pre-miR Precursor Molecules being transfected into the cultured DRG sensory neurons, to clarify whether their role on sensory neurons bring into effect by the regulation of the expression of the Slit-Robo-Rac1/RhoA signaling pathways, and define whether the specific target genes and regulatory role occur in the process of transcription or in the translation process . At the same time, to explore whether the regulation of microRNAs occurs on the region of axons or growth cones, to reveal the regulatory mechanism of microRNAs on Slit-Robo-Rac1/RhoA signaling pathway, to provide a theoretical basis for restoration after peripheral nerve injury.

前期研究发现损伤DRG感觉神经元呈现miR-144、miR-145、miR-214的表达下调，并通过生物信息学及荧光素酶报告基因检测证实Robo和/或srGAP为它们的靶基因。本项目拟应用pre-miR Precursor Molecules转染培养DRG感觉神经元，观察内源性miR-144、miR-145、miR-214对感觉神经元突起生长的影响（包括生长速度和方向），阐明它们对感觉神经元的作用是否通过对Slit-Robo-Rac1/RhoA信号通路分子表达的调控实现的，明确其具体的靶基因及调控作用发生在转录过程还是翻译过程。同时，探究miRs调控是否发生在轴突或生长锥局部，以揭示miR对Slit-Robo-Rac1/RhoA信号通路的调控机制，为周围神经损伤后的修复提供理论基础。

周围神经损伤后轴突具有再生能力。MicroRNAs（miRs）是一类~22nt大小的非编码的单链小分子RNAs，当miR与靶标mRNA的3’-UTR互补时，靶标mRNA的翻译或转录则受到抑制，这种调节机制在细胞增殖和细胞分化中发挥重要作用。前期研究发现DRG感觉神经元损伤后miR-144、miR-145、miR-214的表达下调，但其对感觉神经元轴突再生的作用及其调控机制尚不清楚。经过本课题的研究，我们发现miR-214 Mimics促进培养神经元分化和突起生长，上调srGAP3和p-cdc42蛋白表达，p-cdc42的表达表现出明显的滞后性；miR-214 Hairpin Inhibitors抑制培养神经元分化和突起生长，下调srGAP3和p-cdc42蛋白表达；这些结果提示miR-214通过srGAP3/p-cdc42信号调控感觉神经元的再生。我们也发现SMAD4是miR-144的靶基因，miR-144 Mimics下调SMAD4的蛋白和mRNA的表达，同时抑制感觉神经元突起的生长，miR-144 Hairpin Inhibitors上调SMAD4的蛋白和mRNA的表达，同时促进感觉神经元的生长；这些结果提示miR-144通过靶向SMAD4抑制感觉神经元再生。我们的研究拓展了miRNAs对感觉神经元轴突再生的分子调控机制，有利于进一步认识和理解神经损伤后的修复机制。. 此外，在本项目资助下，我们还发现：①来自DRG神经元的损伤信号可以激活其周围的SGCs膜上的P2X7R并上调SGCs中Slit1的表达，证明了ATP-P2X7R通路参与了周围神经损伤到SGCs的信号转导，导致Slit1表达上调。我们的研究补充了DRG神经元解剖单位中神经元和SGCs之间双向信号传递的分子机制，阐明了SGCs在神经损伤和再生中的作用。②DRG损伤后P2X7R的表达上调促进神经元轴突的生长，明确了大鼠的P2X7R蛋白在DRG的表达时程变化及其在神经再生中的作用。③急性高眼压后早期iNOS表达上调，其对BRB损伤可能起保护作用，揭示了急性高眼压后大鼠BRB损伤的可能分子机制。