微小RNA-29a/PTEN通路在铝致神经元网络损伤中的作用及机制
[背景]铝可致海马突触可塑性损伤,其机制可能是神经元间信号传递受阻.微小RNA-29a(miR-29a)能够靶向调控第10号染色体同源丢失性磷酸酶张力蛋白基因(PTEN)的表达,参与神经元网络的生成,并可能参与铝对神经元网络电活动的影响.[目的]通过体外培养经过麦芽酚铝[Al(mal)3]处理的ICR小鼠原代海马神经元,研究miR-29a靶向调控PTEN在铝对神经元网络损伤中的作用及机制.[方法]体外培养24 h内新生的ICR乳鼠原代海马神经元,在培养第6天时使用免疫荧光化学法标记神经元特异性蛋白微管相关蛋白2(MAP2)确定神经元的纯度;使用不同浓度的Al(mal)3处理神经元,将神经元分为对照组,10、20、40μmol·L?1 Al(mal)3组,采用CCK-8法检测神经元细胞活力,后续实验选择20μmol·L?1 Al(mal)3建立神经元网络损伤模型进行干预.采用慢病毒感染的方法转染miR-29a进入神经元,分为mNG组、mNG+20μmol·L?1 Al(mal)3组、miR-29a组、miR-29a+20μmol·L?1 Al(mal)3组,使用微电极阵列(MEA)分析神经元及神经网络的放电情况,使用实时定量PCR(RT-PCR)检测各组miR-29a和PTEN mRNA的表达情况,采用Western blotting检测各组神经元PTEN蛋白的表达情况.[结果]小鼠原代海马神经元的纯度大于90％,各组原代海马神经元细胞活力均在80％以上.在Al(mal)3处理48 h时,接种于MEA板上的对照组神经元自发放电频率、簇发放电频率、网络簇发放电频率和同步指数变化幅度分别为207.56％±38.70％、73.19％±46.43％、75.42％±33.04％和117.13％±15.54％,Al(mal)3处理组神经元网络电活动呈现下降的趋势.与对照组相比,20、40μmol·L?1 Al(mal)3组的自发放电频率、簇发放电频率、网络簇发放电频率和同步指数明显下降(变化幅度分别为171.70％±28.08％、49.20％±23.23％、50.20％±18.18％、85.45％±20.30％和150.68％±26.15％、43.43％±15.54％、52.05％±26.31％、26.80％±8.29％,均P<0.05).与对照组(1.00)相比,20、40μmol·L?1 Al(mal)3组miR-29a的相对表达水平分别下降为0.74±0.09和0.62±0.12(均P<0.05),PTEN mRNA的相对表达水平分别升高为1.32±0.12和1.48±0.11(均P<0.05),PTEN蛋白相对表达量分别升高到1.29±0.12和1.82±0.10(均P<0.05).使小鼠原代海马神经元过表达miR-29a,与mNG组相比,miR-29a组的自发放电频率、簇发放电频率和网络簇发放电频率明显升高(变化幅度分别为252.80％±62.03％、171.65％±56.30％和197.75％±27.12％,均P<0.05),mNG+20μmol·L?1 Al(mal)3组的神经元网络电活动明显下降(各参数变化幅度分别为123.28％±47.31％、66.62％±31.53％、70.60％±12.48％和52.86％±20.26％,均P<0.05).与mNG+20μmol·L?1 Al(mal)3组相比,miR-29a+20μmol·L?1 Al(mal)3组的神经元网络电活动明显升高(各参数变化幅度分别为161.41％±42.13％、101.16％±30.63％、127.02％±29.58％和109.73％±15.61％,均P<0.05).与mNG组(1.00)相比,miR-29a组神经元PTEN mRNA相对表达量(0.67±0.11)明显下降(P<0.05),PTEN蛋白表达(0.75±0.08)下降(P<0.05);mNG+20μmol·L?1 Al(mal)3组PTEN mRNA相对表达量(1.32±0.12)明显升高(P<0.05),PTEN蛋白相对表达量(1.46±0.15)上升(P<0.05).与mNG+20μmol·L?1 Al(mal)3组比较,miR-29a+20μmol·L?1 Al(mal)3组PTEN mRNA相对表达量(0.93±0.06)降低(P<0.05),PTEN蛋白相对表达量(0.92±0.09)降低(P<0.05).[结论]铝显著抑制海马神经元网络电活动,miR-29a通过调控PTEN的表达可能参与铝致海马神经元网络电活动损伤.
铝、微小RNA-29a、第10号染色体同源丢失性磷酸酶张力蛋白基因、神经元网络损伤
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R114(卫生基础科学)
国家自然科学基金81703202
2022-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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