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基于全转录组分析鉴定 lncRNA Neat1 在小鼠缺血性脑卒中中的炎症作用
Authors Jin F, Ou W, Wei B, Fan H, Wei C, Fang D, Li G, Liu W, Liu J, Jin L, He X, Duan C
Received 16 April 2021
Accepted for publication 28 May 2021
Published 22 June 2021 Volume 2021:14 Pages 2667—2680
DOI https://doi.org/10.2147/JIR.S315281
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Editor who approved publication: Professor Ning Quan
研究背景:缺血性脑卒中后神经炎症主导脑损伤的病理过程,同时也是影响卒中预后的主要因素。长非编码 RNA(lncRNA)在各种疾病中均发挥着调控作用,但在缺血性脑卒中后的炎症调节及其的潜在机制仍不清楚。鉴定缺血性脑卒中后参与调控神经炎症的 lncRNA 可发掘潜在的治疗靶点。
方法:我们从 GEO下载小鼠大脑中动脉梗塞(MCAO)模型不同时段的全基因组测序原始数据(GSE112348)通过转录组分析筛选出差异的 mRNA 及 lncRNA。对不同时段的差异基因取交集进行基因本体论(GO)术语富集、KEGG 通路富集分析、免疫细胞浸润反卷积计算和共表达网络分析,筛选出激活小胶质细胞的关键分子 lncRNA Neat1 。在进一步的实验中,我们建立小鼠 MCAO 模型,建模前通过立体定向脑室内注射反义寡核苷酸(ASO)敲减中枢神经系统中 Neat1 转录水平,于 MCAO 24 小时后 qPCR 检测缺血皮层中 Neat1 的表达水平,对小鼠行为学评分和测量脑梗塞体积、脑水肿含量以及记录生存率的变化。ELISA 法检测梗塞半球炎症因子的表达水平,HE 染色观察形态学变化,免疫组化染色用于观察小胶质细胞的活化改变。
结果:富集分析揭示差异的 mRNA 主要参与 MCAO 后的神经炎症反应。免疫细胞浸润卷积显示 24h 内小胶质细胞的比例逐渐增加而单核细胞的比例减少。我们鉴定出 6 个与活化的小胶质细胞 mRNA 高度相关(cor > 0.8)的枢纽 lncRNA(Neat1 、Gm10827 、Trp53cor1 、Mir670hg 、C730002L08Rik 和 Mir181a-hg )。而且,我们发现 Neat1 与促炎因子 mRNA 水平的相关系数最高。在动物实验中,我们证实 Neat1 在 MCAO 后异常上调。通过敲除 Neat1 可以减少小胶质细胞的活化数量和降低其释放促炎因子的水平,显著减轻脑损伤。
结论:Neat1 在小鼠 MCAO 中异常上调,其发挥激活小胶质细胞并起到促炎作用,敲减 Neat1 可改善缺血性卒中后的炎症反应、减少神经元损伤并改善神经功能。
关键词:lncRNA Neat1 ;缺血性中风;MCAO;小胶质细胞;神经炎症