LncRNA MIR155HG通过miR-7036b-3p/GPNMB轴与AMPK/mTOR通路激活自噬抑制脊髓损伤中的神经元凋亡

时间:2025年7月20日
来源:Non-coding RNA Research

编辑推荐:

脊髓损伤(SCI)后神经元凋亡是导致神经功能障碍的关键因素。西安交通大学医学部团队通过体内外实验,首次揭示lncRNA MIR155HG通过ceRNA机制吸附miR-7036b-3p上调GPNMB表达,进而抑制AMPK/mTOR通路介导的自噬活化。该研究为SCI治疗提供了新的分子靶点,论文发表于《Non-coding RNA Research》。

广告
   X   

脊髓损伤被称为"不死的癌症",全球每年新增12,000病例,其高致残率给患者和社会带来沉重负担。这种创伤性中枢神经系统疾病的病理过程分为原发性损伤和继发性损伤两个阶段,其中继发性损伤引发的神经元凋亡被认为是导致神经功能恶化的关键环节。尽管已有研究表明自噬(autophagy)可通过清除受损细胞器减轻凋亡,但调控这一过程的具体分子机制仍不明确。

西安交通大学医学部的研究团队发现,在脊髓损伤大鼠膀胱组织中异常高表达的lncRNA MIR155HG可能参与这一过程。通过建立谷氨酸(Glu)刺激的原代小鼠脊髓神经元模型和挫伤型SCI小鼠模型,研究人员系统阐明了MIR155HG/miR-7036b-3p/GPNMB分子轴的作用机制。研究发现,脊髓损伤后MIR155HG通过"分子海绵"效应竞争性结合miR-7036b-3p,解除其对靶基因GPNMB的抑制作用,进而通过AMPK/mTOR通路抑制自噬并促进神经元凋亡。这一发现为脊髓损伤治疗提供了新的干预靶点,相关成果发表在《Non-coding RNA Research》期刊。

研究采用的关键技术包括:原代脊髓神经元培养与谷氨酸兴奋毒性模型建立、改良失重法构建SCI小鼠模型、流式细胞术检测细胞凋亡、CYTO-ID自噬小体荧光标记、双荧光素酶报告基因验证RNA相互作用、BBB评分评估运动功能恢复等。

3.1 GPNMB沉默抑制体外神经元凋亡
通过shRNA敲低Glu刺激神经元中的GPNMB表达后,凋亡标志蛋白Bax和cleaved caspase-3水平显著降低,而抗凋亡蛋白Bcl-2表达升高。TUNEL染色和流式细胞术证实GPNMB沉默使神经元凋亡率下降约40%。

3.2 GPNMB敲除激活自噬并调控AMPK/mTOR通路
CYTO-ID荧光检测显示GPNMB缺失使自噬小体形成增加2.1倍。Western blot显示LC3B-II/LC3B-I比值和Beclin-1表达上调,p62蛋白降解加速。同时p-AMPK水平升高而p-mTOR水平降低,提示AMPK/mTOR通路激活。

3.4 MIR155HG通过miR-7036b-3p靶向调控GPNMB
生物信息学预测和双荧光素酶实验证实,MIR155HG与GPNMB 3'UTR竞争结合miR-7036b-3p。在SCI模型中,MIR155HG沉默使miR-7036b-3p表达回升2.3倍,同时GPNMB mRNA水平下降57%。

3.7 GPNMB沉默促进TFEB核转位
Western blot显示GPNMB敲除使核内TFEB蛋白增加3倍,溶酶体标志物LAMP1/2和组织蛋白酶(CTSB/D/L)表达上调。免疫荧光证实TFEB核定位比例从25%提升至68%,该效应可被自噬抑制剂3-MA逆转。

3.9 MIR155HG敲除改善SCI小鼠神经功能
体内实验显示,鞘内注射sh-MIR155HG使SCI小鼠BBB运动评分提高4.2分,Masson染色显示胶质瘢痕面积减少62%。

这项研究首次阐明MIR155HG/miR-7036b-3p/GPNMB轴通过AMPK/mTOR-TFEB通路调控自噬与凋亡平衡的分子机制。特别值得注意的是,GPNMB作为跨膜糖蛋白,其调控溶酶体生物发生(lysosome biogenesis)的功能在神经损伤中尚未见报道。研究不仅为理解继发性SCI的分子机制提供了新视角,更提示靶向干预这一信号轴可能成为促进神经修复的治疗策略。未来研究可进一步探索临床样本中该通路的表达特征,为转化医学研究奠定基础。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有