MiR-340-5p通过抑制STING减轻蛛网膜下腔出血中的神经炎症和神经元损伤

MiR-340-5p alleviates neuroinflammation and neuronal injury via suppressing STING in subarachnoid hemorrhage.

作者信息Ning Song, Rong Song, Peiliang Ma
PMID35957622
发布时间2022-09
DOI10.1002/brb3.2687

实验完整度

研究包含体内小鼠SAH模型和体外原代神经元-小胶质细胞共培养模型,并进行了miR-340-5p过表达功能验证、双荧光素酶和RIP靶向验证、STING激动剂回补实验等机制验证。

主要模型

C57BL/6小鼠SAH模型(血管内穿孔) 原代神经元-小胶质细胞共培养模型(OxyHb诱导)

重点核对

miR-340-5p mimics剂量15 pmol/只,SAH诱导前48小时脑室内注射 OxyHb刺激浓度及时间 STING激动剂CMA浓度250 μg/ml,处理1小时

摘要

背景:蛛网膜下腔出血(SAH)是一种严重的急性神经系统疾病。SAH引起神经炎症并导致早期脑损伤(EBI)和继发性损伤。MicroRNAs是多种神经系统疾病中的关键调节因子。本研究旨在阐明miR-340-5p在SAH中的作用。方法:通过血管内穿孔建立小鼠SAH实验模型,并通过将共培养的原代神经元和小胶质细胞暴露于氧合血红蛋白来构建体外SAH模型。在小鼠中过表达miR-340-5p后,通过Garcia试验评估神经行为障碍;通过干湿法评估脑水肿;通过伊文思蓝染色检测血脑屏障(BBB)损伤;通过酶联免疫吸附试验检测炎症细胞因子水平。将miR-340-5p转染至小胶质细胞后,通过Western blot检测Iba-1表达,并通过流式细胞术检测神经元凋亡。通过双荧光素酶报告基因实验和RNA免疫沉淀实验验证了miR-340-5p与STING之间的靶向关系。结果:在SAH小鼠脑组织和SAH模型小胶质细胞中,miR-340-5p显著抑制,过表达miR-340-5p后,小鼠的神经功能损伤、脑水肿、血脑屏障损伤和神经炎症显著减轻。STING被确定为miR-340-5p的靶点,STING过表达可以抵消miR-340-5p过表达对神经元的作用。结论:MiR-340-5p可通过抑制STING减轻SAH诱导的神经炎症引起的早期脑损伤。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
miR-340-5p在蛛网膜下腔出血中是否通过调节STING影响神经炎症和神经元损伤?
核心机制
miR-340-5p通过直接靶向并抑制STING,降低TBK1磷酸化,从而抑制小胶质细胞激活和神经炎症,减轻神经元凋亡。
主要证据
miR-340-5p过表达减轻SAH小鼠神经功能障碍、脑水肿、BBB损伤和炎症因子水平;体外OxyHb模型中miR-340-5p抑制小胶质细胞激活和神经元凋亡;双荧光素酶和RIP验证STING为miR-340-5p靶点;STING激动剂CMA逆转miR-340-5p的保护作用,并增加TBK1磷酸化。
研究意义
揭示了SAH早期脑损伤发病的新机制,并为SAH的治疗提供了线索。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立体内外SAH模型

构建模拟SAH的动物和细胞模型,用于后续研究miR-340-5p的作用。

采用血管内穿孔法建立小鼠SAH模型;体外用OxyHb刺激原代神经元-小胶质细胞共培养体系模拟SAH。

2

验证miR-340-5p在SAH后的表达变化

检测SAH后miR-340-5p的表达水平,以明确其是否参与SAH病理过程。

通过qRT-PCR检测SAH小鼠脑组织和OxyHb处理的小胶质细胞中miR-340-5p的表达。

3

过表达miR-340-5p并评估神经保护作用

评估miR-340-5p过表达对SAH诱导的神经损伤和神经炎症的影响。

通过脑室内注射miR-340-5p mimics过表达miR-340-5p,检测神经行为学、脑水肿、BBB损伤、炎症因子水平;体外通过转染miR-340-5p mimics至小胶质细胞,检测小胶质细胞激活和神经元凋亡。

4

验证miR-340-5p靶向STING

验证miR-340-5p是否直接靶向STING。

通过TargetScan预测结合位点,双荧光素酶报告基因实验和RNA免疫沉淀实验验证miR-340-5p与STING 3'UTR的相互作用,Western blot检测STING蛋白表达。

5

STING激动剂回补实验验证机制

验证miR-340-5p的保护作用是否依赖于抑制STING信号通路。

用STING激动剂CMA处理小胶质细胞,观察对炎症因子、小胶质细胞激活、神经元损伤及TBK1磷酸化的影响。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
异氟烷----
5-0尼龙缝线----
微型注射器Hamilton--
Neurobasal-A培养基Gibco--
B27添加剂Gibco--
L-谷氨酰胺Gibco--
青霉素Gibco--
链霉素Gibco--
DMEM/F12培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
非必需氨基酸Gibco--
多聚赖氨酸Sigma--
氧合血红蛋白----
CMA----
miR-340-5p模拟物Thermo Fisher Scientific--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
伊文思蓝染料Sigma-Aldrich--
ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology--
Annexin V-FITCBeyotime--
碘化丙啶Beyotime--
BD FACSCanto II流式细胞仪BD Biosciences--
TRIzol试剂盒Invitrogen--
SuperScript III第一链合成系统Invitrogen--
SYBR Premix Ex Taq II试剂盒TaKaRa--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
抗Iba-1抗体Cell Signaling Technology17198
抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology8457
抗STING抗体Cell Signaling Technology13647
抗磷酸化TBK1抗体Cell Signaling Technology5483
抗TBK1抗体Cell Signaling Technology3504
HRP标记二抗Beyotime--
增强化学发光试剂盒Beyotime--
LDH细胞毒性试剂盒Thermo Scientific--
pmirGLO双荧光素酶miRNA靶标表达载体Promega--
GeneArt定点突变PLUS系统Thermo Fisher ScientificA14604
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
Magna-RIP RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Millipore--
抗Ago2抗体Millipore--
对照IgGMillipore--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
SAH小鼠模型
小鼠品系、性别、周龄/体重;麻醉方式;血管内穿孔方法;Sham组操作;SAH后观察时间点。
阅读提示:Methods 2.1 'SAH model in mice'
miR-340-5p过表达
脑室内注射位点、深度;注射剂量和时间;对照组设置。
阅读提示:Methods 2.2 'Intracerebroventricular injection'
原代神经元和小胶质细胞培养
取材胎龄;组织消化方法;培养基成分;培养时间;细胞接种密度。
阅读提示:Methods 2.3 'Isolation and culture of primary neurons and microglia'
体外SAH模型
OxyHb制备方法、浓度和处理时间;共培养方式。
阅读提示:Methods 2.3 'Isolation and culture of primary neurons and microglia'
STING激动剂处理
CMA浓度和处理时长。
阅读提示:Methods 2.3 'Isolation and culture of primary neurons and microglia'
转染
转染试剂、用量和转染时间。
阅读提示:Methods 2.4 'Oligonucleotide transfection'
神经行为学评估
评估时间点;评分方法。
阅读提示:Methods 2.5 'Neurological behavioral impairment'
脑水肿检测
脑组织处理步骤;烘干温度和时间。
阅读提示:Methods 2.6 'Evaluation of brain edema'
BBB损伤检测
伊文思蓝剂量、注射途径、循环时间;脑组织处理方法;检测波长。
阅读提示:Methods 2.7 'Evaluation of BBB injury'
炎症因子检测
ELISA试剂盒类型和检测步骤;qRT-PCR内参基因和引物序列。
阅读提示:Methods 2.8 'ELISA' 和 Methods 2.10 'RT-qPCR'
细胞凋亡检测
染色步骤和孵育时间;流式细胞仪设置。
阅读提示:Methods 2.9 'Flow cytometry'
Western blot
蛋白提取方法;抗体稀释比例;内参使用。
阅读提示:Methods 2.11 'Western blot'
双荧光素酶报告基因实验
载体构建和突变方法;细胞系;转染后培养时间;检测系统。
阅读提示:Methods 2.13 'Luciferase reporter gene assay'
RNA免疫沉淀
RIP试剂盒;抗体;后续qRT-PCR方法。
阅读提示:Methods 2.14 'RNA immunoprecipitation assay'
统计分析
实验重复次数;统计方法(ANOVA、t检验);显著性水平。
阅读提示:Methods 2.15 'Statistical analysis'