全转录组分析鉴定长非编码RNA-Neat1在小鼠缺血脑卒中的炎症作用

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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:生信实验中,我们从GEO下载C57BL/6N雄性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mRNAs及lncRNAs。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lncRNANeat1。在细胞实验中对生信结果进行初步验证,通过培养小鼠BV-2小胶质细胞株,予反义寡核苷酸(ASO)进行Neat1的敲减,随后行氧糖剥夺(OGD)实验观察细胞形态学变化,并检测细胞CCK-8、LDH水平以及炎症因子分泌的变化。动物实验部分,我们建立小鼠MCAO模型,建模前通过立体定向脑室内注射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、尼氏染色观察形态学改变,免疫组化和荧光免疫染色用于观察小胶质细胞的活化比例、梗塞灶细胞凋亡数量。最后,通过蛋白质印迹法检测HMGB1蛋白、凋亡相关蛋白及JAK/STAT通路磷酸化的水平变化。结果:生物信息学分析和实验证实,Neat1在缺血性脑卒中的病理过程中促进小胶质细胞的活化并促进炎症反应。敲低Neat1可显著抑制小胶质细胞的激活,明显降低小胶质细胞促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α的释放,升高抗炎因子IL-4、IL-10的水平,减弱凋亡通路蛋白的表达、减少神经元细胞凋亡的数量。此外,敲除Neat1还可以抑制下游与炎症密切相关JAK-STAT通路的活性和HMGB1的上调表达。结论:lncRNA-Neat1在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、减少神经元凋亡并改善神经功能。
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