MiR-322-5p通过靶向TSPAN5减轻血管性痴呆中的细胞损伤和认知功能障碍

MiR-322-5p Alleviates Cell Injury and Impairment of Cognitive Function in Vascular Dementia by Targeting TSPAN5.

作者信息Wei Zheng, Jie Zhang, Bin Zhou, Huanxian Chang
PMID35184431
发布时间2022-03
DOI10.3349/ymj.2022.63.3.282

实验完整度

高

包含体外OGD/R神经元模型、体内2VO大鼠模型,并进行了功能验证、靶基因验证及回补实验,证据层级完整。

主要模型

新生大鼠海马神经元(NRNs)OGD/R模型 Sprague-Dawley大鼠2VO慢性脑低灌注模型

重点核对

OGD/R处理NRNs建立细胞损伤模型 2VO手术建立血管性痴呆大鼠模型 miR-322-5p过表达(LV-miR-322-5p)及TSPAN5敲低(LV-sh-TSPAN5) Morris水迷宫测试认知功能 双荧光素酶报告基因验证miR-322-5p与TSPAN5 3'UTR结合

摘要

目的:随着人口老龄化,全球临床痴呆的发病率不断上升。据报道,microRNAs是包括痴呆在内的各种神经系统疾病的关键诊断生物标志物和靶点。MiR-322-5p已被发现在多种疾病中发挥重要作用。在本研究中,我们旨在探讨miR-322-5p在血管性痴呆中的作用及调控机制。材料与方法:本研究将新生大鼠神经元(NRNs)进行氧糖剥夺/复氧(OGD/R)以诱导细胞损伤。动物接受永久性双侧颈总动脉闭塞(2-血管闭塞,2VO)以诱导慢性脑低灌注模型。结果:miR-322-5p在OGD/R暴露的神经元和2VO大鼠海马中表达显著下调。miR-322-5p的过表达在体外改善了细胞凋亡和炎症反应。在机制研究中,miR-322-5p被证实直接靶向并负调控培养NRNs中的四旋蛋白5(TSPAN5)。此外,TSPAN5的过表达可以抵消miR-322-5p过表达对OGD/R处理的神经元凋亡和炎症反应的影响。更重要的是,miR-322-5p改善了2VO大鼠的认知能力并抑制了炎症产生。结论:总体而言,结果表明miR-322-5p通过靶向TSPAN5减轻血管性痴呆的发展。这一发现可能为痴呆提供潜在的治疗靶点。关键词:血管性痴呆,miR-322-5p,TSPAN5

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-322-5p在血管性痴呆中的作用及其调控机制是什么?
核心机制
miR-322-5p通过直接靶向并负调控TSPAN5,减轻神经元凋亡和炎症反应,从而改善认知功能。
主要证据
在OGD/R处理的NRNs和2VO大鼠模型中,miR-322-5p过表达降低细胞凋亡和炎症因子水平,改善认知;双荧光素酶实验证实miR-322-5p直接靶向TSPAN5 3'UTR;TSPAN5过表达逆转miR-322-5p的保护作用。
研究意义
该研究可能为痴呆的临床诊断和治疗提供重要靶点。

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

建立血管性痴呆细胞模型

模拟血管性痴呆中的神经元损伤

分离新生大鼠海马神经元,用OGD/R处理(Na2S2O4处理10分钟,低糖DMEM培养3小时)诱导细胞损伤。

2

验证miR-322-5p在体外的作用

检测miR-322-5p对OGD/R诱导的神经元损伤的影响

通过转染miR-322-5p mimics过表达miR-322-5p,检测细胞活力、凋亡及BDNF、MCP-1、Hcy水平。

3

鉴定miR-322-5p的靶基因

寻找miR-322-5p直接调控的靶基因并验证结合

用starBase预测靶基因,筛选出TSPAN5,通过Western blot和RT-qPCR验证表达,双荧光素酶报告实验验证结合。

4

验证miR-322-5p通过TSPAN5发挥作用

确认miR-322-5p的保护作用依赖于靶向TSPAN5

在OGD/R处理的NRNs中,同时过表达miR-322-5p和TSPAN5,检测细胞活力、凋亡和炎症因子水平。

5

建立血管性痴呆大鼠模型

在体内模拟慢性脑低灌注导致的血管性痴呆

对SD大鼠进行2VO手术(永久结扎双侧颈总动脉),建立慢性脑低灌注模型。

6

评估miR-322-5p在体内的作用

检测miR-322-5p过表达对2VO大鼠认知功能和炎症的影响

2VO手术后1周,向海马CA1区注射LV-miR-322-5p或LV-NC,8周后进行Morris水迷宫测试和ELISA检测。

7

验证TSPAN5敲低在体内的作用

检测TSPAN5敲低对2VO大鼠认知相关生物标志物的影响

向2VO大鼠注射LV-sh-TSPAN5,检测海马中BDNF、MCP-1、Hcy水平。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证机制链路
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
Neurobasal培养基AGibco--
胎牛血清HyCloneSH30070.03
B27添加剂Invitrogen17504-044
阿糖胞苷Sigma-AldrichF3504
胰蛋白酶Gibco--
多聚D-赖氨酸Sigma-AldrichP7280
低糖DMEM培养基Gibco--
Lipofectamine 2000Invitrogen--
MTT试剂盒Sigma-AldrichM-0283
二甲基亚砜Sigma-AldrichD2650
TRIzol试剂Invitrogen15596026
PrimeScript逆转录试剂盒TakaraHRR037A
SYBR Green PCR试剂盒TaKaRaRR086A
BDNF ELISA试剂盒Boster Bioengineering CompanyEK0308
MCP-1 ELISA试剂盒SenBeiJia Biological TechnologySBJ-R0616
Hcy ELISA试剂盒SenBeiJia Biological TechnologySBJ-R0319
Annexin V/FITC试剂盒Neo Bioscience--
RIPA裂解液Cell Signaling Technology, Inc.9800
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010S
PVDF膜MilliporeIPVH00010
TSPAN5抗体Abcamab236881
GAPDH抗体Abcamab9485
HRP标记的抗兔IgG二抗Cell Signaling Technology, Inc.7074
pmirGLO报告载体PromegaE1330
双荧光素酶报告系统Promega--
pCDH1-MCS1-EF1-copGFP载体System Biosciences, Inc.--
piLenti-siRNA-GFP载体Applied Biological Materials Inc.--
pcDNA3.1载体Invitrogen--
5-0丝线缝合线Jinhuan Medical, Ltd.--
Hamilton注射器(33号针头)Hamilton--

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
细胞培养与OGD/R模型
NRNs的分离方法、培养条件(neurobasal medium A, 10% FBS, 2% B27)、OGD/R处理条件(Na2S2O4浓度和暴露时间、低糖DMEM培养时间)
阅读提示:Methods: Isolation of primary hippocampal neonatal rat neurons 和 Cell treatment
细胞转染
miR-322-5p mimics和TSPAN5过表达质粒的使用浓度、转染试剂Lipofectamine 2000用量、转染时间
阅读提示:Methods: Cell transfection
双荧光素酶报告实验
pmirGLO-TSPAN5 3'UTR-Wt和Mut载体的构建、共转染的质粒和mimics比例、检测时间
阅读提示:Methods: Dual-luciferase reporter gene assay
动物模型建立
大鼠品系、性别、体重、年龄;2VO手术步骤;麻醉药物剂量;术后恢复时间
阅读提示:Methods: Animals and grouping 和 Bilateral occlusion of carotid artery (2-vessel occlusion) surgery
慢病毒注射
LV-miR-322-5p和LV-sh-TSPAN5的滴度、注射体积、注射位点(海马CA1区)、注射速度
阅读提示:Methods: Lentiviral vector injection
认知功能评估
Morris水迷宫实验的装置尺寸、训练天数、每天训练次数、平台位置、分析参数(逃逸潜伏期、穿越平台次数)
阅读提示:Methods: Morris water maze
生物标志物检测
ELISA检测的样品制备(组织匀浆、离心转速)、BDNF、MCP-1、Hcy的检测步骤和试剂盒货号
阅读提示:Methods: Enzyme-linked immunosorbent assay