miRNa-451/MIF通路介导脑微血管损伤在帕金森病认知障碍发生中的作用及机制研究

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目的:本研究旨在探讨miRNA-451/MIF及其下游信号通路在脑微血管损伤、血管形成、神经炎症及神经元自噬过程中的作用,阐明其在帕金森病(PD)认知障碍发生发展中的作用及机制。  方法:采用ExoQuick从PD患者血浆中分离外泌体,分别用透射电镜、NanoSight纳米颗粒分析仪鉴定其形态学,Western blot检测外泌体标记蛋白CD9、CD63的表达,使用高通道测序检测外泌体miRNA的表达差异。利用液相芯片和ELISA法对PD患者脑脊液蛋白质进行鉴定,利用TBSS技术分析脑白质结构异常改变及模式,探讨PD认知障碍发生的脑结构改变及分子机制,并为其提供分子生物和影像学标志物。将培养的小鼠脑微血管内皮细胞(bend.3)分别转染miRNA-451和miRNA-451inhibitor慢病毒以过表达或沉默miRNA-451,分别检测:(1)CCK-8增殖实验和平板克隆形成实验检测各组bend.3细胞增殖和克隆形成能力;(2)Transwell和划痕实验检测各组bend.3细胞的迁移能力;(3)管腔形成实验检测各组bend.3细胞血管形成能力;(4)Western blot检测各组bend.3细胞MIF及下游信号分子、自噬相关分子表达情况。60只雄性C57BL/6随机分为4组:Control组、Sham组、miRNA-451组及miRNA-451inhibitor组。海马立体定向注射病毒液(2μl/只)后:(1)H-E和Nissel法检测各组小鼠海马形态改变;(2)免疫组化检测各组小鼠ZO-1、CD34和Iba-1的表达;(3)Western blot法检测各组小鼠miRNA-451/MIF通路相关分子的表达;(4)qRT-PCR法检测各组小鼠海马区炎性因子表达情况。  结果:(1)从PD患者血浆分离外泌体直径主要集中在40~100nm,western blot检测可见CD9和CD63表达,miRNA芯片筛选差异miRNA发现miRNA-451在PD-MCI和PD-NC较健康对照表达上调。液相芯片和ELISA检测结果发现脑脊液中炎症因子IL6、IL8、MCP-1与血管损伤因子、内皮细胞活化因子之间存在显著正相关的关系;(2)PD-MCI组和PD-NC组相比FA值差异脑区有双侧上纵束、双侧外囊、胼胝体膝、胼胝体体部、左侧穹隆、双侧上放射冠、双侧后放射冠、双侧大脑脚、双侧丘脑后辐射;(3)细胞实验结果:沉默miRNA-451能显著增加bend.3细胞增殖、迁移、管腔形成能力,并与p38MAPK信号通路蛋白表达变化有关;(4)动物实验结果:①H-E染色显示miRNA-451inhibitor组小鼠海马结构受损及血管新生,免疫组化显示海马ZO-1、CD34和Iba-1的表达增加;②Western blot结果显示miRNA-451inhibitor组小鼠海马组织中p38MAPK蛋白表达量较对照组增加;③qRT-PCR结果显示miRNA-451inhibitor组小鼠海马炎症因子含量显著高于对照组(P<0.05)。  结论:PD患者外周血外泌体miRNA-451表达有望成为PD的生物标志物,与多种miRNAs、外泌体及脑脊液蛋白组学、影像组学相组合可早期诊断PD及PD认知障碍。miRNA-451/MIF可能通过调控p38MAPK参与脑微血管损伤、血管再生及炎症反应,进而参与PD认知障碍发生发展。
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