MiR{0}}b2/c ištrynimas pagreitina MPTP sukeltų Parkinsono ligos pelių senėjimą ir neuroprotekciją

Abstraktus

Tyrimai atskleidžia ryšį tarp miR{0}} senėjimo ir Parkinsono ligos (PD). Čia parodome, kad miR-29 koncentracija serume 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridino (MPTP) sukelta PD pelėms pasireiškė dinamiški pokyčiai. MiR-29b2/c vaidmuo senstant ir PD buvo tiriamas naudojant miR-29b2/c geną išmušusias peles (miR-29b2/c KO). miR-29b2/c KO pelėms buvo būdingas žymiai mažesnis svoris, kifozė, raumenų silpnumas ir nenormali eisena, palyginti su laukinio tipo (WT) pelėmis. WT taip pat sukūrė akivaizdų dermos sustorėjimą ir riebalinio audinio sumažėjimą. Tačiau miR-29b2/c trūkumas sumažino MPTP sukeltus dopaminerginės sistemos pažeidimus ir glijos aktyvaciją nigrostrialiniame kelyje ir dėl to pagerėjo MPTP gydytų KO pelių motorinė funkcija. MiR-29b2/c išmušimas slopino uždegiminių faktorių raišką 1-metil-4-fenilpiridiniu (MPP plius) apdorotose pirminėse mišrių glijų, pirminių astrocitų arba LPS apdorotose kultūrose. pirminė mikroglija. Be to, miR-29b2/c trūkumas sustiprino AMPK aktyvumą, bet slopino NF-κB p65 signalizaciją glijos ląstelėse. Mūsų rezultatai rodo, kad miR-29b2/c KO pelėms būdingas į progeriją panašus fenotipas. Mažiau aktyvuotos glijos ląstelės ir slopinamas neurouždegimas miR- 29b2/c KO pelėms gali sukelti dopaminerginę neuroprotekciją. Galų gale, miR-29b2/c dalyvauja reguliuojant senėjimą ir vaidina žalingą vaidmenį sergant Parkinsono liga.

Raktažodžiai

MiR-29b2/c; neuroprotekcija; MPTP sukelta Parkinsono liga;Cistanche nauda.

Spustelėkite čia, kad gautumėtekoks yra Cistanche poveikis

Įvadas

Parkinsono liga (PD) yra antra pagal dažnumą neurodegeneracinė liga, kuriai būdingas laipsniškas dopaminerginių neuronų nykimas vidurinių smegenų substantia nigra par compacta (SNpc) ir padidėjęs glijos aktyvavimas bei neurouždegimas [1–3]. MikroRNR yra trumpos nekoduojančios RNR molekulės, reguliuojančios genų ekspresiją po transkripcijos [4, 5]. MikroRNR dalyvauja nervų sistemos vystymosi, neuronų plastiškumo ir neurodegeneracinių ligų reguliavime. MikroRNR29 šeimą (miR- 29) sudaro dvi genų grupės: miR-29a/b1 ir miR-29b2/c, kurios yra atitinkamai 6 ir 1 chromosomoje. pelės genomas. miR-29a ir miR-29c turi tik vieną nukleotidų skirtumą, o miR-29b1 ir miR-29b2 seka yra identiška [6]. miR{20}} dalyvauja keliuose biologiniuose procesuose. Daugelis miR-29 tikslinių genų buvo eksperimentiškai patikrinti, įskaitant Procell išgyvenimo genus Bcl-2, Mcl-1, Cdc42 ir p85-; proapoptotiniai genai Puma, Bim, Bak ir Bmf; ir priešuždegiminiai citokinai IFN- ir IL-12. Periferinėje sistemoje atlikti tyrimai parodė, kad miR-29 dalyvauja audinių fibrozėje [7–9], metabolizme ir imuninės sistemos reguliavime [10–13].

miR{0}} plačiai ekspresuojasi centrinėje nervų sistemoje, o jų transkriptai egzistuoja ir neuronuose, ir glijos ląstelėse [14, 15]. Ryšys tarp miR-29 ir neurologinių ligų vis labiau iliustruojamas. miR-29 dalyvauja reguliuojant -amiloidų gamybą, o AD sergančių pacientų smegenyse jos yra sumažintos [16, 17]; miR-29 lygis taip pat sumažėja Huntingtono liga (HD) sergantiems pacientams ir HD modelio pelėms [18, 19], o padidėja pacientams, sergantiems šonine amiotrofine skleroze (ALS) ir ALS pelių modeliais [16, 20]. Tiek pelėms, kurioms trūko miR-29a/b-1-, tiek miR-29sureguliuotai, būdingas į ataksiją panašus fenotipas [6, 21]. Buvo pranešta apie priešingus rezultatus, susijusius su miR{21}}raiškos poveikiu neuroprotekcijai ir neuronų mirties skatinimui išeminių graužikų modeliuose [22, 23]. Ankstesniuose tyrimuose pastebėjome, kad miR{24}s lygis PD pacientų serume buvo žymiai sumažėjęs, o mažėjimo tendencija buvo susijusi su sunkesniu parkinsonizmu [24]. Be to, miR{26}} lygiai koreliavo su PD pacientų atminties veikimu [25]. Padarėme išvadą, kad miR-29b2/c yra glaudžiai susijęs su PD, tačiau jo fiziologinės funkcijos ir patologiniai mechanizmai, susiję su PD, iš esmės nežinomi.

Šiame tyrime pelių miR{0}} koncentracija serume, reaguojant į MPTP vartojimą, buvo matuojama iki 120 dienų po injekcijos. MiR-29b2/c trūkumo poveikis periferiniams audiniams buvo tiriamas naudojant miR-29b2/c KO peles. Dopaminerginis neurotoksinas MPTP buvo toliau naudojamas pelės PD modeliui sukelti. Tada buvo tiriami nigrostrialinės dopaminerginės sistemos pažeidimai, elgesio charakteristikos ir galimi mechanizmai. Pastebėjome, kad miR-29 lygiai pelės serume rodė dinaminius pokyčius po MPTP vartojimo. miR- 29b2/c KO pelėms buvo paspartėjęs senėjimas, o tai rodo mažesnis kūno svoris, riebalinio audinio sumažėjimas, kifozė, odos sustorėjimas, raumenų silpnumas ir eisenos anomalija. Tačiau dėl miR-29b2/c trūkumo palengvėjo dopaminerginiai pažeidimai ir glijos aktyvacija, taigi, pagerėjo elgsenos veikimas PD tipo gyvūnų modelyje.

Cistanche tabletės

Rezultatas

1. Į progeriją panašus fenotipas miR-29b2/c KO pelėse

miR-29b2/c išmuštos pelės (miR-29b2/c KO) buvo sukurtos naudojant CRISPR-Cas9 techniką. Nukreipimo į genus ir mutantų pelių genotipų nustatymo strategija buvo pateikta 1 papildomame paveiksle. Keturių ir 16- mėnesių amžiaus miR-29b2/c KO pelių kūno svoris sumažėjo (1A pav.). Sulaukus trijų mėnesių, miR-29b2/c KO pelių savybės išliko nepakitusios, kaip įrodė rentgeno mikrokompiuterinės tomografijos (mikro-KT) skenavimas (papildomas 2A paveikslas). Nebuvo jokių skirtumų tarp miR-29b2/c KO pelių ir jų WT atitikmenų 13 mėnesių amžiaus kaulų mineralinio tankio (KMT), trabekulių vidutinio KMT, trabekulinio atsiskyrimo, trabekulinio storio ir struktūrinio modelio indekso (SMI). Papildomas 2B paveikslas). Dažydami hematoksilinu ir eozinu (H&E), nustatėme, kad 13-mėnesio amžiaus miR-29b2/c KO pelių derma buvo sustorėjusi su padidėjusiomis ir pagilėjusiomis raukšlėmis (1B, 1C pav.). O kifozė buvo akivaizdi 16-mėnesio amžiaus miR-29b2/c KO pelėms (1C pav.). miR-29b2/c KO pelės jauno amžiaus (3 mėnesių amžiaus) turėjo normalų riebalinį audinį (papildomas 2C, 2D paveikslas). Tačiau pilvo riebalinis audinys (poodiniai riebalai ir visceraliniai riebalai kartu) ir rudasis riebalinis audinys labai sumažėjo miR-29b2/c KO pelėms, palyginti su WT pelėmis 16 mėnesių amžiaus (1D pav.). Be to, buvo analizuojami senėjimo žymenų p21 ir p53 transkripcijos lygiai smegenyse. Šešių mėnesių amžiaus miR-29b2/c KO pelių hipokampe jų labai padaugėjo, bet ne žievėje. p53 ir p16 baltymų lygiai miR-29b2/c deficito hipokampe nesiskyrė nuo WT kontrolinių grupių. Be to, -galaktozidazės aktyvumas, žinomas ląstelių senėjimo požymis, nesiskyrė trijų mėnesių amžiaus WT ir miR-29b2/c KO pelių smegenyse.

MiR{0}}b2/c KO pelių raumenų silpnumas ir eisenos anomalija

Buvo įvertintas miR-29b2/c trūkumo pelių elgesys. Raumenų stiprumas buvo matuojamas vielos pakabinimo ir tinklelio pakabinimo testais. MiR-29b2/c KO pelės surinko žemesnius balus nei kontrolinės pelės atliekant pakabinimo vielą testą (2A pav.). Ir miR-29b2/c KO pelių kritimo delsa buvo žymiai trumpesnė, palyginti su laukinio tipo atitikmenimis tinklelio pakabinimo teste (2B pav.), tačiau Rotarod testo WT ir miR našumas{10} }b2/c KO pelės reikšmingai nesiskyrė (2C pav.). Gyvūno eiseną aptiko Catwalk XT analizės sistema. Keista, bet miR-29b2/c KO pelių greitis ir žingsnio ilgis buvo didesni nei jų kolegų, o žingsnio ciklas, stovėjimas ir siūbavimo laikas buvo trumpesni, o darbo ciklas trumpesnis, miR{ {15}} pelės, kurioms trūksta b2/c (2D pav.).

miR{0}} pokyčiai MPTP sukeltame PD pelių serume

miR{0}} kiekis sumažėjo PD sergančių pacientų serume, palyginti su sveikų kontrolinių asmenų [24]. Šiame tyrime miR-29 kiekis PD pelių serume buvo kiekybiškai įvertintas praėjus 3, 30 ir 120 dienų po poūmio MPTP režimo skyrimo. miR-29a ir miR-29b lygiai sumažėjo praėjus 3 dienoms po injekcijos ir atsistatė iki pradinių verčių po 30 dienų, o vėl sumažėjo po 120 dienų. Tačiau miR-29c lygis reikšmingai nepasikeitė (5 papildomas paveikslas).

Cistanche papildai

miR-29b2/c trūkumas sumažina MPTP sukeltus nigrostrialinius sužalojimus ir pelių motorinius trūkumus

miR-29b2/c išmuštoms pelėms ir WT vados draugams buvo suleista MPTP, kad būtų sukurtas PD modelis. P21, p53 ir Pai1 ekspresijos lygiai tiek miR-29b2/c KO pelių, tiek WT kontrolinių grupių striatumuose po MPTP vartojimo nepasikeitė. Dėl MPTP poveikio reikšmingai sumažėjo TH teigiamų dopaminerginių neuronų skaičius SNpc [F(1, 20)=5.441, P=0.0302] ir TH teigiamuose nervų galuose, TH baltymuose. [F(1, 20)=10.5, P=0.0041] ir dopamino, DOPAC ir HVA lygius juostoje (3A–3D pav.). Tačiau MPTP gydytų miR-29b2/c KO pelių nigrostrialiniai sužalojimai, palyginti su MPTP gydytomis WT kontrolinėmis grupėmis, žymiai sumažėjo, nes buvo nustatytas dopaminerginių neuronų skaičius, dopaminerginių nervų galūnių tankis, TH baltymų kiekis ir dopamino koncentracija buvo žymiai didesnė; Be to, DOPAC ir DA bei HVA ir DA [F(1, 19)=12.64, P=0.0021] santykio pokyčiai buvo žymiai sušvelninti (3A–3D pav.). Įprastų miR-29b2/c KO pelių, kurioms buvo sušvirkštas fiziologinis tirpalas, 5-HT ir jo metabolito 5-HIAA koncentracijos striatelyje padidėjo, palyginti su jų WT analogais, o NE koncentracija buvo artima tarp laukinio tipo ir miR-29b2/c KO pelėms (3D pav.). Auginimo ir ašigalio testai buvo naudojami spontaniškam vertikaliam aktyvumui [26, 27] ir pelių lokomotoriniam aktyvumui [28] įvertinti. Praėjus dviem dienoms po paskutinės MPTP injekcijos, WT pelių auginimo dažnis per paskutines 2 minutes sumažėjo, palyginti su įprastu fiziologiniu tirpalu gydytų WT kontrolinių grupių. Panašūs eksperimentai neatskleidė miR- 29b2/c trūkumo poveikio MPTP sukeltam auginimo dažnio pokyčiams (3E pav.). Panašiai bendras laikas, praleistas apsisukant ir lipant žemyn, padidėjo WT pelėms po MPTP vartojimo poliaus testo metu, o bendras laikas buvo artimas tarp normalių fiziologiniu tirpalu ir MPTP gydytų miR-29b2/c KO pelių (3F pav.). .

miR-29b2/c trūkumas susilpnina MPTP sukeltą glijos aktyvaciją pelėms

Glijinių ląstelių aktyvacija ir glijos ląstelių sukeltas neurouždegimas yra susiję su PD patologija [29]. WT pelių nigrostrialiniame kelyje astrocitų labai padaugėjo, tuo tarpu GFAP ir astrocitų padaugėjo striatumoje, bet ne SNpc [F(1, 8)=5.412, P=0.0484] miR. -29b2/c KO pelės praėjus trims dienoms po MPTP injekcijos. Pažymėtina, kad astrocitų tankis nesiskyrė dviejuose WT ir miR{10}}b2/c KO pelių, gydytų MPTP, regionuose (4A, 4B pav.). Iba 1 ir mikroglijų padaugėjo WT pelių juodojoje substantijoje ir WT ir miR{21} striatumoje [F(1, 8)=12.74, P=0.0073]. }b2/c KO pelėms po MPTP vartojimo. Be to, miR-29b2/c KO pelėms MPTP injekcija žymiai sumažino mikroglijų tankį (4C, 4D pav.).

2. MiR-29b2/c trūkumo poveikis pirminės kultūros astrocitams

Buvo naudojamas įbrėžimų tyrimas, siekiant patikrinti, ar miR-29b2/c trūkumas paveikė astrocitų proliferaciją ir migraciją. Pirminių miR-29b2/c KO astrocitų proliferacijos ir migracijos gebėjimas nesiskyrė. Pirminių WT ir miR-29b2/c KO astrocitų ląstelių gyvybingumas iš pradžių nesiskyrė. Po intoksikacijos MPP plius WT astrocitų ląstelių gyvybingumas buvo didesnis, palyginti su kontroliniu, tuo tarpu mutantinių astrocitų gyvybingumas nepakito [F(1, 18)=5.727, P=0.0278 ]. MPP plius apdorotuose WT ir miR-29b2/c KO astrocituose buvo pastebėtas padidėjęs ROS produkto ir gliukozės įsisavinimas.

Cistanche tubulosa

Buvo išmatuoti neurotrofinių faktorių, su uždegimu susijusių molekulių, astrocitinių A1 tipo ir A2 tipo žymenų genų ekspresijos lygiai MPP plius apdorotuose astrocituose. Praėjus 12 valandų po užkrėtimo, BDNF ekspresija buvo padidėjusi WT ir miR-29b2/c KO astrocituose (5A pav.). TGF- 1 ekspresijos lygis buvo žymiai padidintas WT astrocituose po MPP plus poveikio, o miR- 29b2/c KO astrocituose jis sumažėjo, palyginti su laukinio tipo astrocitais tiek pradžioje, tiek po jo. neblaivumas (5B pav.). Bazinis TNF transkripto lygis buvo mažesnis miR-29b2/c KO astrocituose, palyginti su WT astrocitais. Po 12 valandų gydymo IL-1, IL-6 ir COX-2 ekspresijos lygiai žymiai padidėjo WT ir miR-29b2/c astrocituose, o TNF transkriptas buvo padidėjęs tik WT astrocituose, o IL-1, TNF ir COX-2 transkriptai sumažėjo miR-29b2/c KO astrocitinėse ląstelėse, palyginti su laukinio tipo atitikmenimis (5C pav.) . A1 žymuo H2-T23 ir A2 žymeklis CD14 buvo žymiai mažesnis PBS apdorotuose miR- 29b2/c KO astrocituose, lyginant su WT kontrolėmis. Po 12 valandų gydymo A1 žymenys H2-D1, Ggta1 ir C3 bei A2 žymenys Clcf1 ir S100 10 buvo sureguliuoti tiek WT, tiek miR-29b2/c KO astrocituose; H2-T23 padidėjo tik WT astrocituose; Gbp2 ir CD14 nepakito dviejuose astrocitų genotipuose. Be to, H2-T23, H2-D1 ir CD14 nuorašai buvo sumažėję miR-29b2/c KO astrocituose, palyginti su WT kontrolėmis (5D, 5E pav.). Praėjus 12 ir 24 valandoms po gydymo, AMPK baltymų ir fosforilintų-AMPK baltymų kiekis WT astrocituose nepakito, o 24 val. po MPP plius užkrėtimo AMPK baltymų kiekis sumažėjo miR-29b2/ c KO astrocitų, o p-AMPK ir AMPK santykis mutantiniuose astrocituose padidėjo, palyginti su WT astrocitais ir PBS apdorotais mutantiniais astrocitais (5F pav.). Be to, kondicionuota terpė iš BV2 ląstelių, apdorotų PBS arba LPS (trumpai vadinama CM ir LCM), buvo naudojama pirminiams WT ir miR-29b2/c KO pelių astrocitams stimuliuoti. Nors po 12 valandų LCM gydymo p-AMPK baltymo ekspresija nepasikeitė, ji buvo žymiai didesnė miR-29b2/c KO astrocituose, palyginti su WT astrocitais. Pastebėjome, kad pAMPK baltymai padidėjo abiejuose astrocitų genotipuose po 24 gydymo LCM. LCM stimuliacija žymiai padidino COX- 2 baltymų ekspresiją [F(2, 18)=10.29, P=0.0010], tačiau COX-2 baltymų lygis miR-29b2/c KO astrocitų sumažėjo, palyginti su WT astrocitais (5G pav.). Nitritų koncentracija LCM apdorotuose miR-29b2/c KO astrocituose taip pat buvo žymiai mažesnė, palyginti su LCM apdorotais WT astrocitais [F(2, 30)=17, P<0.0001] (Figure 5H). Further, the expression of senescence marker genes was evaluated. 12 h-treatment of MPP+ increased p53 transcript levels in both WT and miR- 29b2/c KO astrocytes. p19 and Pai1 transcripts were elevated only in WT astrocytes, and Pai1 expression levels in miR-29b2/c KO astrocytes were decreased compared to WT astrocytes after the treatment. Moreover, Bcl-2, Bax protein levels, and the ratio of Bcl-2 to Bax did not change in WT and miR-29b2/c KO astrocytes.

3. MiR-29b2/c trūkumo poveikis pirminei kultivuotai mikroglijai

Norint išmatuoti miR-29b2/c trūkumo mikroglijų atsaką į uždegiminius dirgiklius, buvo naudojamas LPS. BDNF ekspresijos lygis pradžioje buvo mažesnis miR-29b2/c KO mikroglijoje. Praėjus keturioms ir aštuonioms valandoms po gydymo LPS, IL-1, IL-6, TNF ir COX-2 transkriptų kiekis buvo padidintas, o WT IGF-1 ekspresija buvo sumažinta. ir miR-29b2/c KO mikroglijos ląstelėse, BDNF ekspresija sumažėjo tik WT mikroglijose [F(2, 27)=41.5, P<0.0001]. IL-10 transcript increased in WT and miR-29b2/c KO microglia [F(2, 27) = 3.753, P=0.0365], and TGF-β1 transcript decreased in WT microglia at eight hours after the LPS challenge. BDNF and TGF-β1 transcripts were not changed in miR-29b2/c KO microglia. In addition, IL-6 transcripts were significantly reduced in miR-29b2/c KO microglia after the challenge compared to WT controls, IGF-1 and IL-10 transcripts were markedly higher in miR-29b2/c KO microglia after four and eight hours of intoxication, respectively (Figure 6A–6C). At baseline, the p-AMPK protein level and pAMPK to AMPK ratio were dramatically elevated in miR-29b2/c KO microglia when compared with WT microglia. 24 h after the treatment of LPS, p-AMPK level [F(1, 17) = 5.066, P=0.0379] and the ratio [F(1, 17) = 5.537, P=0.0309] were elevated only in WT microglia (Figure 6D). At one hour after the treatment, the phosphorylated-NF-κB p65 (p-p65) proteins and pp65 to p65 ratio, but not p65 proteins, increased in wildtype and miR-29b2/c KO microglial cells, yet the ratio decreased modestly in miR-29b2/c KO microglial cells when compared with WT microglia (p=0.071) (Figure 6E). The expression of COX-2 was enhanced in the two genotypes of microglial cells; whereas, the level of COX-2 in mutant microglia decreased when compared with WT controls after 24 h-treatment of LPS [F(1, 17) = 5.33, P=0.0338] (Figure 6D). Nitrite product was induced by the treatment of LPS in both genotypes of microglia, however, it was dramatically lower in miR- 29b2/c KO microglia at baseline and after the treatment of LPS [F(1, 20) = 14.03, P=0.0013] (Figure 6F).

Diskusija

MiR-29 šeimos narių raiška yra reguliuojama keliuose audiniuose, kai asmenys sensta [30–32]. Mūsų ir kitų laboratorijų darbai parodė ryšį tarp miR{3}} ir Parkinsono ligos [33]. Šiame tyrime buvo tiriamas miR- 29b2/c vaidmuo senėjimui ir Parkinsono ligai. miR{7}} veikia senėjimą skatinantį ir stabdantį poveikį, priklausomai nuo audinių, rūšies ir vystymosi stadijų. Nustatėme, kad 3-mėnesio amžiaus miR-29b2/c KO pelių skeletas ir riebalinis audinys buvo normalus, o 4-mėnesio amžiaus miR- 29b2/c KO pelės parodė lengvesnį kūno svorį, palyginti su jų WT atitikmeniu, o tai sutinka su kitais tyrimais [11, 34]. Raumenų silpnumas ir nestabili eisena buvo aptikta 3-mėnesio amžiaus miR- 29b2/c KO pelėms. Trylikos mėnesių miR-29b2/c KO pelių derma sustorėjo. Tačiau jie turėjo normalią smulkią šlaunikaulio struktūrą. Kūno svoris sumažėjo 16-mėnesių amžiaus miR-29b2/c KO pelėms. Šiame amžiuje miR-29b2/c KO pelėms buvo mažiau pilvo riebalų ir rudųjų riebalų ir pasireiškė akivaizdi kifozė. miR-29 dalyvauja p53-tarpininkaujant ląstelių ciklo sustabdymui [35, 36] ir p16/Rb skatinamam ląstelių senėjimui [37]. Tačiau pelių miR-29b2/c KO smegenyse ląstelių senėjimas nebuvo akivaizdus. Todėl, nors miR-29b2/c prisideda prie senėjimo reguliavimo, jo vaidmuo periferiniuose audiniuose ir smegenyse gali skirtis.

Pacientų, sergančių PD, miR{0}} koncentracija serume buvo mažesnė nei sveikų kontrolinių asmenų [24]. Čia mes nustatėme, kad miR-29 ekspresija PD pelės serume svyravo nuo 3 iki 120 dienų po MPTP vartojimo. miR-29 smegenyse yra daug [6, 30]. Peržiūrėjus GEO profilį, nustatyta, kad miR-29c raiška yra sureguliuota PD pacientų juodojoje substantioje (p=0.0059, Mann-Whitney testu), be to, miR{{12 }}c ekspresija viršutinėje priekinėje girnoje nesiskyrė (p=0.47, pagal Studento T testą), lyginant su kontroliniais tiriamaisiais (papildomas 10 paveikslas). Čia miR-29b2/c KO pelėms buvo pritaikytas MPTP, kad būtų sukelti į PD panašius sužalojimus. Mutantinės pelės parodė ne tokius sunkius nigrostrialinės dopaminerginės sistemos sužalojimus ir švelnesnę glijos aktyvaciją, o vėliau tam tikru mastu atsparumą elgesiui. Taigi, miR-29b2/c turi žalingą vaidmenį PD patologijoje. Pastebėjome, kad MPTP sukeltame pelės PD modelyje p21, p53 ir Pai1 nuorašų striataliniai lygiai nepasikeitė, o tai rodo, kad ląstelių senėjimas gali neįvykti. Senėjimas laikomas didelės rizikos veiksniu PD išsivystymui [38], tačiau su senėjimu susiję smegenų, ypač dopaminerginės sistemos, pokyčiai gali būti svarbesnis veiksnys.

Pirminės glia iš WT ir miR{0}}b2/c KO pelių buvo kultivuojamos siekiant ištirti pagrindinius mechanizmus. MPP ir gydymas padidino GDNF ekspresiją ir sumažino IL-1 ekspresiją miR-29b2/c trūkumo mišrioje gliajoje. MPP plus taip pat padidino priešuždegiminių genų ekspresiją WT astrocituose, bet ne miR- 29b2/c stokojančiuose astrocituose. Taip pat mutantiniai astrocitai gamino mažiau NO, palyginti su WT astrocitais, po to, kai buvo veikiami kondicionuota BV2 ląstelių, apdorotų LPS, terpe. Pirminėje mikroglijų kultūroje, palyginti su LPS gydytais WT kontroliniais preparatais, priešuždegiminio citokino IL-10 ir neurotrofinio faktoriaus IGF-1 nuorašai buvo žymiai didesni, o uždegimą skatinančio citokino IL{ nuorašai buvo žymiai didesni. {15}} sumažėjo LPS apdorotoje miR-29b2/c KO mikroglijoje. NO lygis sumažėjo miR-29b2/c KO mikroglijų pradžioje ir po intoksikacijos LPS. Tyrimai parodė, kad miR{20}s ir daugelis numatomų tikslinių genų dalyvauja medžiagų apykaitos procesuose [34, 39–41]. Įrodyta, kad AMPK, kaip esminis reguliatorius, apsaugo nuo PD, kai jis yra aktyvuotas [42]. AMPK aktyvinimas stimuliuoja Sirtuin 1 ir netiesiogiai slopina NF-κB aktyvaciją ir pasroviui uždegiminius tikslinius genus [43]. Pastebėjome, kad fosforilinto AMPK baltymo lygis ir p-AMPK ir AMPK santykis buvo atitinkamai reguliuojami LCM ir MPP plius apdorotuose miR- 29b2/c KO astrocituose. COX-2 baltymo lygis sumažėjo LCM apdorotuose mutantiniuose astrocituose, palyginti su WT astrocitais. Iš pradžių AMPK aktyvumas buvo padidėjęs miR-29b2/c KO mikroglijoje. COX-2 baltymo kiekis buvo žymiai sumažintas miR-29b2/c KO mikroglijoje, lyginant su WT kontrolėmis po gydymo LPS. Gydant LPS, p-p65 ir p65 santykis buvo šiek tiek sumažintas mutantinėje mikroglijoje, o tai reiškia, kad NF-κB signalizacijos kelias buvo sušvelnintas. Mūsų rezultatai rodo, kad padidėjęs AMPK aktyvumas ir sumažėjęs uždegiminis atsakas glia ląstelėse apsaugo miR-29b2/c KO pelių nigrostrialinį kelią (6G pav.). Galų gale, miR-29b2/c vaidina svarbų vaidmenį senstant ir pažeidžiant nigrostrialinę dopaminerginę sistemą.

Nuorodos

1. Braak H, Del Tredici K. Kviečiamas straipsnis: Nervų sistemos patologija sergant sporadine Parkinsono liga. Neurologija. 2008 m.; 70:1916–25.

2. Wang Q, Liu Y, Zhou J. Neurouždegimas sergant Parkinsono liga ir jo, kaip gydymo taikinio, potencialas. Išversti Neurodegenerą. 2015 m.; 4:19.

3. Wang Z, Dong H, Wang J, Huang Y, Zhang X, Tang Y, Li Q, Liu Z, Ma Y, Tong J, Huang L, Fei J, Yu M ir kt. NF-κB c-Rel išgyvenimas ir priešuždegiminiai vaidmenys Parkinsono ligos modeliuose. Redox Biol. 2020 m.; 30:101427.

4. Zhu S, Wu H, Wu F, Nie D, Sheng S, Mo YY. MikroRNR- 21 nukreipta į naviko slopinimo genus invazijos ir metastazės metu. Cell Res. 2008 m.; 18:350–59 val.

5. Qiu L, Zhang W, Tan EK, Zeng L. MikroRNR funkcijos ir reguliavimo iššifravimas sergant Alzheimerio liga ir Parkinsono liga. ACS Chem Neurosci. 2014 m.; 5:884–94.

6. Papadopoulou AS, Serneels L, Achsel T, Mandemakers W, Callaerts-Vegh Z, Dooley J, Lau P, Ayoubi T, Radaelli E, Spinazzi M, Neumann M, Hébert SS, Silahtaroglu A ir kt. MiR-29a/b-1 klasterio trūkumas sukelia pelių ataksinius požymius ir smegenėlių pokyčius. Neurobiol Dis. 2015 m.; 73:275–88.

7. Hyun J, Choi SS, Diehl AM, Jung Y. Galimas Hedgehog signalizacijos ir mikroRNR{1}} vaidmuo sergant IKK stokojančių pelių kepenų fibroze. J Mol Histol. 2014 m.; 45:103–12.

8. Qin W, Chung AC, Huang XR, Meng XM, Hui DS, Yu CM, Sung JJ, Lan HY. TGF-/Smad3 signalizacija skatina inkstų fibrozę slopindama miR-29. J Am Soc Nephrol. 2011 m.; 22:1462–74.

9. Xiao J, Meng XM, Huang XR, Chung AC, Feng YL, Hui DS, Yu CM, Sung JJ, Lan HY. miR-29 slopina bleomicino sukeltą pelių plaučių fibrozę. Mol Ther. 2012 m.; 20:1251–60.

10. Steiner DF, Thomas MF, Hu JK, Yang Z, Babiarz JE, Allen CD, Matloubian M, Blelloch R, Ansel KM. MikroRNR-29 reguliuoja T-dėžutės transkripcijos faktorius ir interferono gamybą pagalbinėse T ląstelėse. Imunitetas. 2011 m.; 35: 169–81.

11. Dooley J, Garcia-Perez JE, Sreenivasan J, Schlenner SM, Vangoitsenhoven R, Papadopoulou AS, Tian L, Schonefeldt S, Serneels L, Deroose C, Staats KA, Van der Schueren B, De Strooper B ir kt. MikroRNR-29 šeima diktuoja pusiausvyrą tarp homeostazinio ir patologinio gliukozės tvarkymo sergant diabetu ir nutukimu. Diabetas. 2016 m.; 65:53–61.

12. Adoro S, Cubillos-Ruiz JR, Chen X, Deruaz M, Vrbanac VD, Song M, Park S, Murooka TT, Dudek TE, Luster AD, Tager AM, Streeck H, Bowman B ir kt. IL-21 indukuoja antivirusinę mikroRNR-29 CD4 T ląstelėse, kad apribotų ŽIV-1 infekciją. Nat Commun. 2015 m.; 6:7562.

13. Ma F, Xu S, Liu X, Zhang Q, Xu X, Liu M, Hua M, Li N, Yao H, Cao X. MikroRNR miR-29 kontroliuoja įgimtą ir adaptyvų imuninį atsaką į tarpląstelinę bakterinę infekciją nukreipiant interferoną- . Nat Immunol. 2011 m.; 12:861–69.

14. Jovičić A, Roshan R, Moisoi N, Pradervand S, Moser R, Pillai B, Luthi-Carter R. Išsamios neuronų ląstelių tipui būdingų miRNR ekspresijos analizės metu nustatomi nauji neuronų fenotipų specifikacijos ir palaikymo veiksniai. J Neurosci. 2013 m.; 33:5127–37.

15. Ouyang YB, Xu L, Lu Y, Sun X, Yue S, Xiong XX, Giffard RG. Astrocitais praturtintas miR-29a nukreiptas į PUMA ir sumažina neuronų pažeidžiamumą dėl priekinės smegenų išemijos. Glia. 2013 m.; 61:1784–94.

16. Shioya M, Obayashi S, Tabunoki H, Arima K, Saito Y, Ishida T, Satoh J. Nenormali mikroRNR ekspresija neurodegeneracinių ligų smegenyse: miR{1}}sumažėjęs Alzheimerio ligos smegenų tikslas yra 3 neuronų navigatorius. Neuropathol Appl Neurobiol. 2010 m.; 36:320–30 val.

17. Hébert SS, Horré K, Nicolaï L, Papadopoulou AS, Mandemakers W, Silahtaroglu AN, Kauppinen S, Delacourte A, De Strooper B. Sporadinis mikroRNR klasterio miR-29a/b-1 praradimas Alzheimerio liga koreliuoja su padidėjusia BACE1 / beta sekretazės ekspresija. Proc Natl Acad Sci USA. 2008 m.; 105:6415–20.

18. Johnson R, Zuccato C, Belyaev ND, Svečias DJ, Cattaneo E, Buckley NJ. MikroRNR pagrindu sukurtas genų reguliavimo sutrikimo būdas sergant Hantingtono liga. Neurobiol Dis. 2008 m.; 29:438–45.

19. Packer AN, Xing Y, Harper SQ, Jones L, Davidson BL. Bifunkcinė mikroRNR miR-9/miR-9* reguliuoja REST ir COREST, o sergant Hantingtono liga yra sumažinta. J Neurosci. 2008 m.; 28:14341–46.

20. Nolan K, Mitchem MR, Jimenez-Mateos EM, Henshall DC, Concannon CG, Prehn JH. Padidėjusi mikroRNR-29a ekspresija ALS pelėse: funkcinė jos slopinimo analizė. J Mol Neurosci. 2014 m.; 53:231–41.

21. Roshan R, Shridhar S, Sarangdhar MA, Banik A, Chawla M, Garg M, Singh VP, Pillai B. Specifinis miR-29 smegenų numušimas sukelia pelių neuronų ląstelių mirtį ir ataksiją. RNR. 2014 m.; 20:1287–97.

22. Khanna S, Rink C, Ghoorkhanian R, Gnyawali S, Heigel M, Wijesinghe DS, Chalfant CE, Chan YC, Banerjee J, Huang Y, Roy S, Sen CK. MiR-29b praradimas po ūminio išeminio insulto prisideda prie nervinių ląstelių mirties ir infarkto dydžio. J Cereb Blood Flow Metab. 2013 m.; 33:1197–206.

23. Shi G, Liu Y, Liu T, Yan W, Liu X, Wang Y, Shi J, Jia L. Sureguliuotas miR-29b skatina neuronų ląstelių mirtį, slopindamas Bcl2L2 po išeminio smegenų pažeidimo. Exp Brain Res. 2012 m.; 216:225–30.

24. Bai X, Tang Y, Yu M, Wu L, Liu F, Ni J, Wang Z, Wang J, Fei J, Wang W, Huang F, Wang J. Kraujo serumo mikroRNR 29 šeimos sumažėjęs reguliavimas pacientams, sergantiems Parkinsono liga . Sci Rep. 2017; 7:5411.

25. Han L, Tang Y, Bai X, Liang X, Fan Y, Shen Y, Huang F, Wang J. Serumo mikroRNR-29 šeimos susiejimas su pažinimo sutrikimais sergant Parkinsono liga. Senėjimas (Albanis, NY). 2020 m.; 12:13518–28.

26. Chinta SJ, Woods G, Demaria M, Rane A, Zou Y, McQuade A, Rajagopalan S, Limbad C, Madden DT, Campisi J, Andersen JK. Ląstelių senėjimą sukelia aplinkos neurotoksinas parakvatas ir prisideda prie neuropatologijos, susijusios su Parkinsono liga. Cell Rep. 2018; 22:930–40.

27. Willard AM, Bouchard RS, Gittis AH. Diferencinis motorinių sutrikimų degradavimas pelėms palaipsniui mažinant dopamino 6-hidroksidopaminą. Neurologijos. 2015 m.; 301:254–67.

28. Kam TI, Mao X, Park H, Chou SC, Karuppagounder SS, Umanah GE, Yun SP, Brahmachari S, Panicker N, Chen R, Andrabi SA, Qi C, Poirier GG ir kt. Poli (ADP-ribozė) skatina patologinę -sinukleino neurodegeneraciją sergant Parkinsono liga. Mokslas. 2018 m.; 362:eaat8407.

29. Huang D, Xu J, Wang J, Tong J, Bai X, Li H, Wang Z, Huang Y, Wu Y, Yu M, Huang F. Dinaminiai pokyčiai Nigrostriatal Pathway in the MPTP Mouse Model of Parkinson's Disease. Parkinsono liga. 2017 m.; 2017: 9349487.

30. Ugalde AP, Ramsay AJ, de la Rosa J, Varela I, Mariño G, Cadiñanos J, Lu J, Freije JM, López-Otín C. Senėjimas ir lėtinis DNR pažeidimo atsakas suaktyvina reguliavimo kelią, apimantį miR{{2} } ir 53 p. EMBO J. 2011; 30:2219–32.

31. Hu Z, Klein JD, Mitch WE, Zhang L, Martinez I, Wang XH. MikroRNR-29 skatina ląstelių senėjimą senstančiame raumenyje, naudodama kelis signalizacijos kelius. Senėjimas (Albanis, NY). 2014 m.; 6:160–75.

32. Fenn AM, Smith KM, Lovett-Racke AE, Guerau-deArellano M, Whitacre CC, Godbout JP. Padidėjęs mikroRNR 29b senstančiose smegenyse koreliuoja su į insuliną panašaus augimo faktoriaus-1 ir fraktalkino ligando sumažėjimu. Neurobiol senėjimas. 2013 m.; 34:2748–58.

33. Wang R, Yang Y, Wang H, He Y, Li C. MiR-29c apsaugo nuo uždegimo ir apoptozės Parkinsono ligos modelyje in vivo ir in vitro, taikydamas į SP1. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2020 m.; 47:372–82.

34. Caravia XM, Fanjul V, Oliver E, Roiz-Valle D, Morán- Álvarez A, Desdín-Micó G, Mittelbrunn M, Cabo R, Vega JA, Rodríguez F, Fueyo A, Gómez M, LoboGonzález M ir kt. MikroRNR-29/PGC1 reguliavimo ašis yra labai svarbi metabolinei širdies funkcijos kontrolei. PLoS Biol. 2018 m.; 16:e2006247.

35. Varela I, Cadiñanos J, Pendás AM, Gutiérrez-Fernández A, Folgueras AR, Sánchez LM, Zhou Z, Rodríguez FJ, Stewart CL, Vega JA, Tryggvason K, Freije JM, LópezOtín C. Pagreitintas senėjimas 24. proteazė yra susijusi su p53 signalizacijos aktyvavimu. Gamta. 2005 m.; 437:564–68.

36. Park SY, Lee JH, Ha M, Nam JW, Kim VN. miR-29 miRNR aktyvuoja p53, taikydami p85 alfa ir CDC42. Nat Struct Mol Biol. 2009 m.; 16:23–29 val.

37. Martinez I, Cazalla D, Almstead LL, Steitz JA, DiMaio D. miR-29 ir miR-30 reguliuoja B-Myb ekspresiją ląstelių senėjimo metu. Proc Natl Acad Sci USA. 2011 m.; 108:522–27.

38. Collier TJ, Kanaan NM, Kordower JH. Senėjimas ir Parkinsono liga: skirtingos tos pačios monetos pusės? Mov sutrikimas. 2017 m.; 32:983–90.

39. Massart J, Sjögren RJ, Lundell LS, Mudry JM, Franck N, O'Gorman DJ, Egan B, Zierath JR, Krook A. Pakitusi miR- 29 raiška sergant 2 tipo diabetu įtakoja gliukozės ir lipidų metabolizmą skelete Raumuo. Diabetas. 2017 m.; 66:1807–18.

40. Dooley J, Lagou V, Garcia-Perez JE, Himmelreich U, Liston A. miR-29a trūkumas nekeičia pelių kasos acinarinės karcinomos eigos. Oncotarget. 2017 m.; 8:26911–17.

41. Kwon JJ, Factora TD, Dey S, Kota J. Sisteminė miR{1}} vėžio apžvalga. Mol Ther Oncolytics. 2018 m.; 12:173–94.

42. Lu M, Su C, Qiao C, Bian Y, Ding J, Hu G. Metforminas apsaugo nuo dopaminerginės neuronų mirties MPTP/PI sukelto pelės Parkinsono ligos modelyje per autofagiją ir mitochondrijų ROS klirensą. Int J Neuropsychopharmacol. 2016 m.; 19:pyw047.

43. Salminen A, Hyttinen JM, Kaarniranta K. AMP aktyvuota baltymų kinazė slopina NF-κB signalizaciją ir uždegimą: poveikis sveikatos ir gyvenimo trukmei. J Mol Med (Berlis). 2011 m.; 89:667–76.

Xiaochen Bai 1,2, Xiaoshuang Zhang 1, Rong Fang 1, Jinghui Wang 1, Yuanyuan Ma 1, Zhaolin Liu 1, Hongtian Dong 1, Qing Li 1, Jingyu Ge 1, Mei Yu 1, Jian Fei 3,4, Ruilin Sun 4, Fang Huang 1

1. Transliacinio neurologijos skyrius, Šanchajaus Jing'an rajono centro ligoninė, Valstybinė pagrindinė medicininės neurobiologijos laboratorija ir MOE smegenų mokslo sienų centras, Smegenų mokslo institutai, Fudano universitetas, Šanchajus, 200032, Kinija

2. Šanchajaus Jiao Tong universiteto šeštosios liaudies ligoninės reabilitacijos medicinos skyrius, Šanchajus 200233, Kinija

3. Gyvybės mokslų ir technologijų mokykla, Tongji universitetas, Šanchajus 200092, Kinija

4. Šanchajaus modelių organizmų inžinerinių tyrimų centras, Šanchajaus modelių organizmų centras, INC, Šanchajus 201203, Kinija