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背景和目的:缺血性脑卒中(IS)是一种因脑供血动脉闭塞引起相应供血脑区缺血、缺氧诱发的急性神经功能障碍综合征,及时血管再通是目前治疗该病的主要手段。脑缺血/再灌注损伤(CIRI)是IS最常见的并发症,目前尚无有效治疗措施。碱性成纤维生长因子(bFGF)是一种多功能生长因子,被实验证实对CIRI有神经保护作用,其具体作用机制有待进一步深入研究。微小核糖核酸(miRNA)是一类内源性非编码小RNA分子,在中枢神经系统中广泛表达且在CIRI病程中会发生异常改变,有可能成为IS治疗的药物和调节靶点。目前尚未见到bFGF治疗对缺血性脑组织中miRNAs影响的相关研究报道。本研究采用miRNA高通量测序为基础的miRNAs定量检测方法研究bFGF治疗对局灶性CIRI大鼠缺血半暗带脑组织中的miRNAs表达的影响,并运用生物信息学分析方法筛选出差异表达的miRNAs,预测了差异miRNAs的靶基因及可能的调控网络,为进一步研究bFGF对CIRI的治疗机制奠定基础。方法:1.采用MCAO法构建局灶性CIRI大鼠模型,在再灌注开始后即刻经侧脑室注射给予治疗组大鼠5 μLbFGF溶液、对照组大鼠等体积的生理盐水。然后通过神经功能缺失评分、TTC染色和核磁共振扫描(MRI)成像法检测梗死灶体积来判定模型是否成功和治疗效果。2.在再灌注24h后,分别提取对照组和治疗组大鼠缺血半暗区脑组织总RNA进行高通量测序检测miRNA表达水平,筛选出两组间差异表达的miRNAs。用RT-qPCR方法对测序结果进行验证。3.利用 miRanda,targetscan,RNAhybrid 生物信息学软件和 miRecords,miRTarBase,starBase3个数据库对差异表达miRNAs的靶基因进行预测分析和筛选。然后利用生物信息学分析方法对预测的靶基因进行GO(基因功能)和KEGG Pathway(信号通路)富集分析,构建miRNA-基因调控网络图确定关键的miRNAs和靶基因。结果:1.成功地构建了 SD大鼠CIRI模型并对予以bFGF治疗。2.bFGF对大鼠局灶性CIRI的治疗效果:在再灌注后24小时、3天和7天各个观察时间点,治疗组的神经功能缺失评分、梗死灶的体积均明显低于对照组的相应值,并且差异均具统计学意义。提示模型制备成功,且bFGF治疗效果显著。3.高通量测序结果显示有28个miRNAs对bFGF治疗敏感。与对照组相比,治疗组大鼠损伤半暗带有16个miRNAs表达上调,12个miRNAs表达下调,且这种变化具有显著的统计学意义(P<0.05),其中表达变化最为显著的是miR-10b-5p。随机选取miR-10b-5p、miR-423-3p、miR-329-3p、miR-124-3p 进行 RT-qPCR 验证,PCR 检测结果显示上述miRNAs在两组间的表达变化趋势与高通量测序结果一致。4.利用生物信息学软件和数据库对28个差异表达miRNAs的靶基因进行预测,共得到2173个靶基因。对靶基因的GO及KEGG Pathway富集分析结果显示:差异表达miRNAs所调控的靶基因主要位于膜结合细胞器内,它们的分子功能与大分子蛋白修饰的调节、细胞生物学过程和细胞代谢过程等相关,主要涉及内质网蛋白加工、轴突导向、RIG-I样受体信号通路、FoxO信号通路、神经营养因子信号通路等信号通路。miRNA-基因-调控网络图分析结果显示在多条与脑卒中相关的通路中均处于最核心地位的miRNA是miR-138,其调控的核心靶基因是 MAPKs、AKt3、Plxnb2、Sema4d 和 Sema4c。miR-10b-5p与代谢过程及细胞凋亡的正调控密切相关,其核心靶基因是LDHA,与HIF-1信号通路及代谢通路等密切相关。结论:bFGF治疗可以减轻CIRI大鼠神经功能障碍和缩小缺血病灶体积。bFGF对CIRI的神经保护作用可能是通过改变缺血半暗带脑组织内miRNAs的表达而实现的。对bFGF治疗敏感的关键miRNAs是miR-138及miR-10b-5p,前者可能通过靶向作用于缺血相关基因如MAPKs、AKt3、Plxnb2、Sema4d、Sema4c参与对内质网内蛋白加工、轴突导向、RIG-I样受体信号通路、FoxO信号通路和神经营养因子信号通路的调节而在CIRI病程发展过程中发挥重要作用。后者可能通过靶向作用于LDHA参与HIF-1信号通路的调节而发挥作用。