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目的:抑郁症(major depressive disorder,MDD)是一种常见的精神疾病,严重危害人类身心健康。抑郁症病因错综复杂,研究表明神经炎性是抑郁症的核心病理机制之一。课题组前期研究发现circHECW2在脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的炎症模型小鼠海马组织中表达上升,提示circHECW2可能在抑郁症病理进程中发挥一定作用。环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类具有闭合环状结构的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)分子,具有高稳定性、高保守性和组织特异性等特点,广泛参与多种生理病理过程,发挥着重要的生物学功能。课题组前期研究表明circDYM可通过抑制小胶质细胞活化,发挥抗抑郁症作用,提示circRNA参与调控抑郁症的发生发展。本研究旨在阐明circHECW2对抑郁样行为的改善作用,并探讨circHECW2对抑郁症中星形胶质细胞缺失的改善作用及其机制。
方法:1)应用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)检测慢性不可预知应激(chronic unpredictable stress,CUS)模型小鼠海马组织、血浆和全血中circHECW2的表达水平;2)利用circHECW2小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)慢病毒敲低海马脑区circHECW2表达;3)应用糖水偏好实验(sucrose preference test,SPT)、强迫游泳实验(forced swimming test,FST)、悬尾实验(tail suspension test,TST)等行为学手段评价敲低海马脑区circHECW2后对小鼠抑郁样行为的影响;4)采用qPCR和荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)技术探究circHECW2在小鼠脑中的分布和细胞定位;5)通过蛋白质免疫印迹法检测CUS模型小鼠海马中蛋白HECW2、GFAP、甲基化酶以及去甲基化酶的表达;6)采用慢病毒、质粒转染和蛋白质免疫印迹等技术探究离体水平circHECW2/WTAP/HECW2轴对CUS诱导的星形胶质细胞缺失的作用;7)通过N6‐甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)RNA结合蛋白免疫沉淀(RNA binding protein immunoprecipitation,RIP)以及qPCR技术检测CUS模型小鼠和过表达circHECW2的星形胶质细胞中HECW2 信使RNA(messenger RNA,mRNA)的m6A修饰水平;8)利用SRAMP在线工具预测HECW2 mRNA的m6A修饰位点,通过构建HECW2突变质粒验证甲基化酶WTAP对HECW2蛋白表达的调控作用。
结果:1)circHECW2在CUS模型小鼠海马组织、血浆、全血中表达升高;2)敲低小鼠海马脑区circHECW2表达可增加CUS模型小鼠糖水偏好程度,减少CUS模型小鼠在强迫游泳和悬尾实验中不动时间,改善CUS诱导的小鼠抑郁样行为;3)敲低circHECW2可逆转CUS模型小鼠海马脑区星形胶质细胞缺失;4)小鼠海马脑区脑微注射circHECW2 siRNA慢病毒和原代星形胶质细胞转染circHECW2的siRNA或过表达质粒证明circHECW2负调控HECW2蛋白表达;5)CUS模型小鼠海马脑区HECW2 mRNA m6A修饰水平降低,原代星形胶质细胞过表达circHECW2降低HECW2 mRNA m6A修饰水平;6)小鼠海马脑区脑微注射circHECW2 siRNA慢病毒和原代星形胶质细胞转染circHECW2的siRNA或过表达质粒证明 circHECW2 负调控 WTAP 蛋白表达;7 ) WTAP 介导circHECW2对HECW2蛋白表达的调控;8)WTAP通过调节HECW2 mRNA的蛋白质编码区(coding sequence,CDS)m6A修饰水平调控HECW2蛋白表达。
结论:本研究揭示了circHECW2调控抑郁症病理进程中星形胶质细胞缺失的关键作用和分子机制。circHECW2通过抑制m6A甲基化酶WTAP表达,降低HECW2 mRNA CDS区m6A修饰水平,进而抑制HECW2蛋白表达,最终导致抑郁症进展过程中星形胶质细胞的缺失。抑制circHECW2的表达有可能成为抑郁症治疗的潜在有效策略。
方法:1)应用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)检测慢性不可预知应激(chronic unpredictable stress,CUS)模型小鼠海马组织、血浆和全血中circHECW2的表达水平;2)利用circHECW2小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)慢病毒敲低海马脑区circHECW2表达;3)应用糖水偏好实验(sucrose preference test,SPT)、强迫游泳实验(forced swimming test,FST)、悬尾实验(tail suspension test,TST)等行为学手段评价敲低海马脑区circHECW2后对小鼠抑郁样行为的影响;4)采用qPCR和荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)技术探究circHECW2在小鼠脑中的分布和细胞定位;5)通过蛋白质免疫印迹法检测CUS模型小鼠海马中蛋白HECW2、GFAP、甲基化酶以及去甲基化酶的表达;6)采用慢病毒、质粒转染和蛋白质免疫印迹等技术探究离体水平circHECW2/WTAP/HECW2轴对CUS诱导的星形胶质细胞缺失的作用;7)通过N6‐甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)RNA结合蛋白免疫沉淀(RNA binding protein immunoprecipitation,RIP)以及qPCR技术检测CUS模型小鼠和过表达circHECW2的星形胶质细胞中HECW2 信使RNA(messenger RNA,mRNA)的m6A修饰水平;8)利用SRAMP在线工具预测HECW2 mRNA的m6A修饰位点,通过构建HECW2突变质粒验证甲基化酶WTAP对HECW2蛋白表达的调控作用。
结果:1)circHECW2在CUS模型小鼠海马组织、血浆、全血中表达升高;2)敲低小鼠海马脑区circHECW2表达可增加CUS模型小鼠糖水偏好程度,减少CUS模型小鼠在强迫游泳和悬尾实验中不动时间,改善CUS诱导的小鼠抑郁样行为;3)敲低circHECW2可逆转CUS模型小鼠海马脑区星形胶质细胞缺失;4)小鼠海马脑区脑微注射circHECW2 siRNA慢病毒和原代星形胶质细胞转染circHECW2的siRNA或过表达质粒证明circHECW2负调控HECW2蛋白表达;5)CUS模型小鼠海马脑区HECW2 mRNA m6A修饰水平降低,原代星形胶质细胞过表达circHECW2降低HECW2 mRNA m6A修饰水平;6)小鼠海马脑区脑微注射circHECW2 siRNA慢病毒和原代星形胶质细胞转染circHECW2的siRNA或过表达质粒证明 circHECW2 负调控 WTAP 蛋白表达;7 ) WTAP 介导circHECW2对HECW2蛋白表达的调控;8)WTAP通过调节HECW2 mRNA的蛋白质编码区(coding sequence,CDS)m6A修饰水平调控HECW2蛋白表达。
结论:本研究揭示了circHECW2调控抑郁症病理进程中星形胶质细胞缺失的关键作用和分子机制。circHECW2通过抑制m6A甲基化酶WTAP表达,降低HECW2 mRNA CDS区m6A修饰水平,进而抑制HECW2蛋白表达,最终导致抑郁症进展过程中星形胶质细胞的缺失。抑制circHECW2的表达有可能成为抑郁症治疗的潜在有效策略。