يؤدي حذف MiR -29 b2 / c إلى تسريع الشيخوخة والحماية العصبية في الفئران التي يسببها مرض باركنسون MPTP

خلاصة

تكشف الدراسات عن وجود صلة بين miR -29 في الشيخوخة ومرض باركنسون (PD). نوضح هنا أن مستويات المصل لـ miR -29 في 1- methyl -4- phenyl -1 ، 2،3 ، 6- رباعي هيدروبيريدين (MPTP) الناتج عن PD أظهرت الفئران تغيرات ديناميكية. تمت دراسة دور miR -29 b2 / c في الشيخوخة و PD باستخدام mR -29 b2 / c gene knockout mice (miR -29 b2 / c KO). تتميز فئران miR -29 b2 / c KO بوزن أخف بشكل ملحوظ وحداب وضعف عضلي ومشية غير طبيعية عند مقارنتها بالفئران البرية (WT). طور WT أيضًا سماكة الأدمة الظاهرة وتقليل الأنسجة الدهنية. ومع ذلك ، خفف نقص miR -29 b2 / c الأضرار التي يسببها MPTP في نظام الدوبامين والتنشيط الدبقي في مسار nigrostriatal وبالتالي تحسين الوظيفة الحركية لفئران KO المعالجة بـ MPTP. أدت الضربة القاضية لـ miR -29 b2 / c إلى تثبيط التعبير عن العوامل الالتهابية في 1- الميثيل -4- من الثقافات الأولية المعالجة من فينيل بيريدينيوم (MPP plus) للمزارع الدبقية المختلطة أو الخلايا النجمية الأولية أو المعالجة بـ LPS الخلايا الدبقية الصغيرة الأولية. علاوة على ذلك ، عزز نقص miR -29 b2 / c نشاط AMPK ولكنه كبح إشارات NF-κB p65 في الخلايا الدبقية. تظهر النتائج التي توصلنا إليها أن الفئران miR -29 b2 / c KO تعرض النمط الظاهري الذي يشبه البروجيريا. قد تؤدي الخلايا الدبقية الأقل نشاطًا والالتهاب العصبي المكبوت إلى الحماية العصبية الدوبامينية في الفئران miR - 29 b2 / c KO. بشكل قاطع ، تشارك miR -29 b2 / c في تنظيم الشيخوخة وتلعب دورًا ضارًا في مرض باركنسون.

الكلمات الدالة

MiR -29 b2 / c ؛ حماية الأعصاب. مرض باركنسون الناجم عن MPTP.فوائد Cistanche.

انقر هنا للحصول علىما هي آثار Cistanche

مقدمة

مرض باركنسون (PD) هو ثاني أكثر أمراض التنكس العصبي شيوعًا ، ويتميز بالفقدان التدريجي للخلايا العصبية الدوبامينية في المادة السوداء من الدماغ المتوسط ​​، وزيادة التنشيط الدبقي والتهاب الأعصاب [1-3]. MicroRNAs عبارة عن جزيئات RNA قصيرة غير مشفرة تنظم التعبير الجيني على مستوى ما بعد النسخ [4 ، 5]. تشارك MicroRNAs في تنظيم تطور الجهاز العصبي ، واللدونة العصبية ، والأمراض العصبية التنكسية. تتكون عائلة MicroRNA29 (miR - 29 s) من مجموعتين جينيتين: miR -29 a / b1 و miR -29 b2 / c ، والموجودة على الكروموسوم 6 والكروموسوم 1 ، على التوالي ، من جينوم الفأر. إن miR -29 a و miR -29 c لهما فرق نيوكليوتيد واحد فقط ، بينما miR -29 b1 و miR -29 b2 متطابقان في التسلسل [6]. تشارك miR -29 في عمليات بيولوجية متعددة. تم التحقق تجريبيًا من العديد من جينات miR المستهدفة ، بما في ذلك جينات بقاء Procell Bcl -2 و Mcl -1 و Cdc42 و p 85- ؛ الجينات proapoptotic Puma و Bim و Bak و Bmf ؛ والسيتوكينات المنشطة للالتهابات IFN- و IL -12. في الجهاز المحيطي ، أظهرت الدراسات أن miR -29 متورطة في تليف الأنسجة [7-9] ، والتمثيل الغذائي ، وتنظيم المناعة [10-13].

تعبر miR {0}} على نطاق واسع في الجهاز العصبي المركزي ، وتوجد نسخها في كل من الخلايا العصبية والخلايا الدبقية [14 ، 15]. تم توضيح الارتباط بين miR -29 والأمراض العصبية بشكل متزايد. تشارك miR -29 في تنظيم إنتاج أميلويد ، وهي منظمة في دماغ مرضى الزهايمر [16 ، 17] ؛ تنخفض أيضًا مستويات miR في مرضى داء هنتنغتون (HD) وفئران نموذج HD [18 ، 19] ، بينما تزداد في مرضى التصلب الجانبي الضموري (ALS) ونماذج الفئران ALS [16 ، 20]. تعرض كل من الفئران الناقصة في miR -29 a / b -1- والفئران الخاضعة للتنظيم الأدنى -29 نمطًا ظاهريًا يشبه الترنح [6 ، 21]. فيما يتعلق بتأثيرات تعبير miR على الحماية العصبية وتعزيز موت الخلايا العصبية في نماذج القوارض الإقفارية التي تعارض النتائج [22 ، 23]. في الدراسات السابقة ، لاحظنا أن مستويات miR -29 انخفضت بشكل ملحوظ في مصل مرضى PD مع اتجاه تنازلي يتعلق بمرض باركنسون الأكثر حدة [24]. علاوة على ذلك ، ارتبطت مستويات miR بأداء الذاكرة لدى مرضى PD [25]. لقد توصلنا إلى أن miR -29 b2 / c يرتبط ارتباطًا وثيقًا بشلل الرعاش ، ولكن وظائفه الفسيولوجية وآلياته المرضية المشاركة في PD غير معروفة إلى حد كبير.

في هذه الدراسة ، تم قياس مستويات miR في مصل الفئران استجابةً لإدارة MPTP لمدة تصل إلى 120 يومًا بعد الحقن. تمت دراسة تأثيرات عيوب miR -29 b2 / c على الأنسجة المحيطية باستخدام الفئران miR -29 b2 / c KO. تم استخدام MPTP أيضًا للحث على نموذج فأر لـ PD. ثم تم التحقيق في إصابات نظام الدوبامين نيغروسترياتال ، والأداء السلوكي ، والآليات المحتملة. لاحظنا أن مستويات miR -29 في مصل الماوس أظهرت تغييرات ديناميكية بعد إدارة MPTP. أظهرت الفئران miR - 29 b2 / c KO شيخوخة متسارعة ، يشار إليها بخفة وزن الجسم وتقليل الأنسجة الدهنية والحداب وسماكة الجلد وضعف العضلات وشذوذ في المشي. ومع ذلك ، أدى نقص miR -29 b2 / c إلى تخفيف ضرر الدوبامين والتفعيل الدبقي ، وبالتالي إلى تحسين الأداء السلوكي في نموذج حيواني يشبه PD.

حبوب Cistanche

نتيجة

1. النمط الظاهري الشبيه بالشيخوخة المبكرة في الفئران miR -29 b2 / c KO

تم إنشاء miR -29 الفئران القابلة للنزع (miR -29 b2 / c KO) باستخدام تقنية CRISPR-Cas9. تم عرض استراتيجية استهداف الجينات والتنميط الجيني للماوس الطافرة في الشكل التكميلي 1. وقد خفضت الفئران miR التي يبلغ عمرها أربعة أشهر و 16- شهرًا -29 b2 / c KO أوزان الجسم (الشكل 1 أ). في عمر ثلاثة أشهر ، ظلت ميزات الفئران miR -29 b2 / c KO دون تغيير ، كما ثبت من خلال التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية (micro-CT) (الشكل التكميلي 2A). لم تكن هناك فروق في الكثافة المعدنية للعظام (BMD) ، وتعني الترابيق كثافة المعادن بالعظام ، والفصل التربيقي ، وسمك التربيق ، ومؤشر النموذج الهيكلي (SMI) بين الفئران miR -29 b2 / c KO ونظيرتها WT عند عمر 13 شهرًا ( الشكل التكميلي 2 ب). من خلال تلطيخ الهيماتوكسيلين والأيوزين (H&E) ، وجدنا أن الفئران 13- شهرًا miR -29 b2 / c KO أظهرت أدمة كثيفة مع تجاعيد متزايدة وعميقة (الشكل 1 ب ، 1 ج). وكان الحداب واضحًا في فئران miR عمرها 16- شهر -29 b2 / c KO (الشكل 1C). كان لدى الفئران miR -29 b2 / c KO في سن مبكرة (3 أشهر) أنسجة دهنية طبيعية (الشكل التكميلي 2C ، 2D). ومع ذلك ، تم تقليل الأنسجة الدهنية في البطن (الدهون تحت الجلد والدهون الحشوية معًا) والأنسجة الدهنية البنية بشكل كبير في الفئران mi -29 b2 / c KO مقارنة بفئران WT في عمر 16 شهرًا (الشكل 1 د). علاوة على ذلك ، تم تحليل مستويات النسخ من علامات الشيخوخة p21 و p53 في الدماغ. لقد زادوا بشكل ملحوظ في الحُصين ، ولكن ليس في قشرة الفئران miR -29 b2 / c KO في سن ستة أشهر. لم تختلف مستويات البروتين p53 و p16 في الحصين الذي يعاني من نقص في miR -29 b2 / c عن عناصر التحكم في WT. بالإضافة إلى ذلك ، لم يختلف نشاط -galactosidase ، وهو سمة معروفة للشيخوخة الخلوية ، بين أدمغة الفئران WT البالغة من العمر ثلاثة أشهر و miR -29 b2 / c KO الفئران.

ضعف العضلات وشذوذ في المشي في الفئران miR - 29 b2 / c KO

تم تقييم سلوكيات الفئران التي تعاني من نقص في miR -29 b2 / c. تم قياس قوة العضلات عن طريق اختبار السلك المعلق واختبارات الشبكة المتدلية. سجلت الفئران miR -29 b2 / c KO أقل من فئران التحكم في اختبار تعليق الأسلاك (الشكل 2 أ). وكان وقت الاستجابة للسقوط أقصر بشكل كبير في الفئران mi -29 b2 / c KO بالمقارنة مع نظرائهم من النوع البري في اختبار تعليق الشبكة (الشكل 2 ب) ، ولكن أداء اختبار Rotarod لـ WT و miR {{10} } لم تختلف الفئران b2 / c KO اختلافًا كبيرًا (الشكل 2C). تم الكشف عن مشية الحيوان بواسطة نظام التحليل Catwalk XT. والمثير للدهشة أن كلاً من سرعة وطول خطوات الفئران miR -29 b2 / c KO كانت أعلى من نظيراتها ، في حين كانت دورة الخطوة والوقوف ووقت التأرجح أقصر ، وانخفضت دورة العمل بالمي آر { {15}} الفئران التي تعاني من نقص في b2 / c (الشكل 2 د).

التغييرات في miR -29 في مصل الماوس PD المستحث بواسطة MPTP

انخفضت مستويات miR في مصل المرضى الذين يعانون من شلل الرعاش مقارنةً بالضوابط الصحية [24]. في هذه الدراسة ، تم قياس مستويات miR في مصل فئران PD في 3 و 30 و 120 يومًا بعد إعطاء نظام تحت الحاد من MPTP. انخفضت مستويات miR -29 a و miR -29 b في 3 أيام بعد الحقن وتعافت إلى القيم الأساسية في 30 يومًا ، وانخفضت مرة أخرى في 120 يومًا. ومع ذلك ، لم يتغير مستوى miR -29 c بشكل كبير (الشكل التكميلي 5).

مكملات Cistanche

يخفف نقص miR -29 b2 / c من الإصابات الجسدية الناتجة عن MPTP والعجز الحركي في الفئران

تم حقن miR -29 الفئران بالضربة القاضية وزملاء الفضلات WT باستخدام MPTP للحث على نموذج PD. لم تتغير مستويات تعبير p21 و p53 و Pai1 في المخطط لكل من الفئران miR -29 b2 / c KO وعناصر التحكم WT بعد إدارة MPTP. تسبب التعرض لـ MPTP في انخفاض كبير في الخلايا العصبية الدوبامينية الموجبة لـ TH في SNpc [F (1، 20)=5. 441، P =0. 0302] ، والنهايات العصبية الموجبة TH ، بروتينات TH [F (1، 20)=10. 5، P =0. 0041] ومستويات الدوبامين ، DOPAC و HVA في المخطط (الشكل 3A-3D). ومع ذلك ، فقد تم تخفيف إصابات نيغروستريتاتال في الفئران miR المعالجة بـ MPTP -29 b2 / c KO بشكل كبير عند مقارنتها بعناصر تحكم WT المعالجة بـ MPTP كأعداد الخلايا العصبية الدوبامينية ، وكثافة أطراف الأعصاب الدوبامينية ، ومستويات بروتين TH المخطط و كان تركيز الدوبامين أعلى بكثير. بالإضافة إلى ذلك ، تم تخفيف التغييرات في نسب DOPAC إلى DA و HVA إلى DA [F (1 ، 19)=12. 64 ، P =0. 0021] بشكل ملحوظ (الشكل 3A-3D). في الفئران العادية miR -29 b2 / c KO المحقونة بالمحلول الملحي ، زادت تركيزات HIAA 5- HT ومستقلبه {38}} مقارنةً بنظيراتها من WT ، وكانت تركيزات NE قريبة بين wild-type و miR -29 الفئران b2 / c KO (الشكل ثلاثي الأبعاد). تم استخدام اختبارات التربية والقطب لتقييم النشاط الرأسي التلقائي [26 ، 27] والنشاط الحركي للفئران [28] ، على التوالي. بعد يومين من آخر حقن MPTP ، انخفض معدل التربية في فئران WT خلال الدقيقتين الماضيتين بالمقارنة مع ضوابط WT العادية المعالجة بمحلول ملحي. لم تكشف التجارب المماثلة عن تأثير نقص miR - 29 b2 / c على التغييرات التي يسببها MPTP في تردد التربية (الشكل 3E). وبالمثل ، زاد إجمالي الوقت المستغرق في الدوران والتسلق في الفئران WT بعد إدارة MPTP في اختبار القطب ، في حين أن الوقت الإجمالي كان قريبًا بين الفئران المالحة العادية ومعالجة MPTP -29 b2 / c KO الفئران (الشكل 3F) .

يخفف نقص miR -29 b2 / c التنشيط الدبقي الناجم عن MPTP في الفئران

يشترك تنشيط الخلايا الدبقية والتهاب الأعصاب بوساطة الخلايا الدبقية في أمراض PD [29]. زادت الخلايا النجمية بشكل ملحوظ في المسار الأسود للولادة لفئران WT ، بينما زاد GFAP بالإضافة إلى الخلايا النجمية في المخطط ولكن ليس في SNPC [F (1، 8)=5. 412، P =0. 0484] من miR -29 الفئران b2 / c KO بعد ثلاثة أيام من حقن MPTP. والجدير بالذكر أن كثافات الخلايا النجمية لم تختلف في منطقتي WT و miR -29 b2 / c KO الفئران المعالجة بـ MPTP (الشكل 4 أ ، 4 ب). زاد إيبا 1 بالإضافة إلى الخلايا الدبقية الصغيرة في المادة السوداء لفئران WT ، وفي المخطط [F (1 ، 8)=12. 74 ، P =0. 0073] لكل من WT و miR {{21} } الفئران b2 / c KO بعد إدارة MPTP. علاوة على ذلك ، في miR -29 b2 / c KO الفئران MPTP الحقن خفضت كثافات الدبقية الصغيرة بشكل كبير (الشكل 4C ، 4D).

2. آثار نقص miR -29 b2 / c في الخلايا النجمية الأولية المستزرعة

تم استخدام اختبار الخدش لاختبار ما إذا كان نقص miR {0}} b2 / c قد أثر على انتشار الخلايا النجمية وترحيلها. لم تظهر الخلايا النجمية الأولية miR -29 b2 / c KO أي اختلاف في القدرة على الانتشار والهجرة. لم تظهر صلاحية الخلية للخلايا النجمية الأولية WT و miR -29 b2 / c KO أي اختلاف في الأساس. بعد MPP بالإضافة إلى التسمم ، كانت قابلية بقاء الخلايا النجمية WT أعلى مقارنةً بعناصر التحكم ، في حين أن قابلية الخلايا النجمية الطافرة لم تتغير [F (1 ، 18)=5. 727، P =0. 0278 ]. لوحظ وجود منتج ROS معزز وامتصاص الجلوكوز في الخلايا النجمية MPP plus -treated WT و miR -29 b2 / c KO.

سيستانش توبولوسا

تم قياس مستويات التعبير عن العوامل التغذوية العصبية ، والجزيئات المرتبطة بالالتهابات ، والنوع النجمي A1 ، وجينات العلامة من النوع A2 في الخلايا النجمية MPP بالإضافة إلى المعالجة. في 12 ساعة بعد التحدي ، تم رفع تعبير BDNF في الخلايا النجمية WT و miR -29 b2 / c KO (الشكل 5 أ). تمت زيادة مستوى تعبير TGF - 1 بشكل كبير في الخلايا النجمية WT بعد التعرض لـ MPP plus ، بينما تم تقليله في الخلايا النجمية miR - 29 b2 / c KO عند مقارنته بالخلايا النجمية من النوع البري في كل من خط الأساس وبعده التسمم (الشكل 5 ب). كان المستوى الأساسي لنسخة TNF أقل في الخلايا النجمية miR -29 b2 / c KO بالمقارنة مع الخلايا النجمية WT. بعد 12 ساعة من العلاج ، زادت مستويات تعبير IL -1 و IL -6 و COX -2 بشكل ملحوظ في الخلايا النجمية WT و miR -29 b2 / c ، بينما نص TNF كانت مرتفعة فقط في الخلايا النجمية WT ، وانخفضت نسخ IL -1 و TNF و COX -2 في الخلايا النجمية miR -29 b2 / c KO بالمقارنة مع نظيراتها من النوع البري (الشكل 5 ج) . كانت علامة A1 H 2- T23 و A2 marker CD14 أقل بشكل ملحوظ في الخلايا النجمية miR المعالجة بـ PBS - 29 b2 / c KO بالمقارنة مع عناصر تحكم WT. بعد معالجة 12 ساعة ، تم تنظيم علامات A1 ​​H 2- D1 و Ggta1 و C3 و A2 Clcf1 و S 100 10 في كل من الخلايا النجمية WT و miR -29 b2 / c KO ؛ زاد H 2- T23 فقط في الخلايا النجمية WT ؛ لم يتغير Gbp2 و CD14 في النمطين الجينيين للخلايا النجمية. علاوة على ذلك ، تم تعديل نصوص H 2- T23 و H 2- D1 و CD14 في الخلايا النجمية miR -29 b2 / c KO بالمقارنة مع عناصر تحكم WT (الشكل 5D ، 5E). 12 ساعة و 24 ساعة بعد العلاج ، لم تتغير مستويات بروتينات AMPK وبروتينات AMPK الفسفورية في الخلايا النجمية WT ، بينما في 24 ساعة بعد MPP plus ، انخفض مستوى بروتين AMPK في miR -29 b2 / زادت الخلايا النجمية لـ KO ، ونسبة p-AMPK إلى AMPK في الخلايا النجمية الطافرة مقارنة بالخلايا النجمية WT والخلايا النجمية المتحولة المعالجة بـ PBS أيضًا (الشكل 5F). بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام الوسيط المكيف من خلايا BV2 المعالجة بـ PBS أو LPS (سمي قريبًا CM و LCM) لتحفيز الخلايا النجمية الأولية لفئران WT و miR -29 b2 / c KO. على الرغم من أن التعبير عن بروتين p-AMPK لم يتغير بعد 12 ساعة من العلاج لـ LCM ، إلا أنه كان أعلى بشكل ملحوظ في الخلايا النجمية miR -29 b2 / c KO مقارنة بالخلايا النجمية WT. لاحظنا أن بروتينات pAMPK زادت في كلا النمطين الجيني للخلايا النجمية بعد 24 علاجًا لـ LCM. أدى تحفيز LCM إلى زيادة التعبير عن بروتينات COX - 2 [F (2 ، 18)=10. 29 ، P =0. 0010] ، ولكن مستوى بروتين COX -2 في الخلايا النجمية miR -29 b2 / c KO انخفضت مقارنة بالخلايا النجمية WT (الشكل 5G). كان تركيز النتريت في الخلايا النجمية miR المعالجة بـ LCM -29 b2 / c KO أقل أيضًا بشكل ملحوظ مقارنة بالخلايا النجمية WT المعالجة بـ LCM [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. آثار نقص miR -29 b2 / c في الخلايا الدبقية الصغيرة المستزرعة الأولية

لقياس استجابة الخلايا الدبقية الصغيرة التي تعاني من نقص miR -29 b2 / c للمنبهات الالتهابية ، تم استخدام LPS. كان مستوى تعبير BDNF أقل في miR -29 b2 / c KO الخلايا الدبقية الصغيرة في الأساس. بعد أربع وثماني ساعات من معالجة LPS ، تمت إعادة تنظيم كمية نصوص IL -1 و IL -6 و TNF و COX -2 ، بينما تم تقليل تنظيم تعبير IGF -1 في WT و miR -29 b2 / c KO الخلايا الدبقية الصغيرة ، انخفض تعبير BDNF فقط في الخلايا الدبقية الصغيرة WT [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).

مناقشة

يتم تنظيم التعبير عن أفراد عائلة miR -29 في أنسجة متعددة عندما يكبر الأفراد [30-32]. أظهرت أعمال من مختبرنا وغيره وجود صلة بين miR -29 ومرض باركنسون [33]. في هذه الدراسة ، تمت دراسة أدوار miR - 29 b2 / c في الشيخوخة ومرض باركنسون. تمارس mi تأثيرات مؤيدة ومضادة للشيخوخة تبعًا للأنسجة والأنواع ومراحل التطور. اكتشفنا أن 3- شهرًا من الفئران miR -29 b2 / c KO كان لديها هيكل عظمي طبيعي وأنسجة دهنية ، و 4- شهر miR - 29 b2 / c KO الفئران أظهروا وزنًا أخف وزنًا مقارنةً بنظيرتهم WT ، وهو ما يتفق مع دراسات أخرى [11 ، 34]. تم اكتشاف ضعف العضلات والمشية غير المستقرة في فئران miR عمرها 3- شهرًا - 29 b2 / c KO. أظهرت الفئران MiR البالغة من العمر ثلاثة عشر شهرًا -29 b2 / c KO سماكة الأدمة. ومع ذلك ، كان لديهم البنية الدقيقة الطبيعية لعظم الفخذ. حدث انخفاض وزن الجسم في الفئران التي يبلغ عمرها 16- شهر miR -29 b2 / c KO. في هذا العمر ، كان لدى الفئران miR -29 b2 / c KO نسبة أقل من الدهون في البطن والدهون البنية وأظهرت حدابًا واضحًا. تشارك mi -29 في p 53- توقيف دورة الخلية بوساطة [35 ، 36] والشيخوخة الخلوية المدفوعة بـ p16 / Rb [37]. ومع ذلك ، لم يكن الشيخوخة الخلوية واضحًا في دماغ الفأر miR -29 b2 / c KO. لذلك ، على الرغم من أن miR -29 b2 / c يساهم في تنظيم الشيخوخة ، إلا أن دوره في الأنسجة المحيطية والدماغ قد يكون مختلفًا.

تم تقليل مستويات المصل من miR -29 في المرضى الذين يعانون من شلل الرعاش مقارنةً بالضوابط الصحية [24]. هنا ، وجدنا أن تعبير miR -29 في مصل الماوس PD يتقلب من 3 إلى 120 يومًا بعد إدارة MPTP. miR -29 وفيرة في الدماغ [6 ، 30]. من خلال استعراض ملف GEO ، تم العثور على تعبير miR -29 c منظمًا في المادة السوداء لمرضى PD (p =0. 0059 ، بواسطة اختبار Mann-Whitney) ، بالإضافة إلى miR {{12 }} لم يختلف التعبير c في التلفيف الأمامي العلوي (p =0. 47 ، بواسطة اختبار Student-T) ، عند مقارنته مع عناصر التحكم (الشكل التكميلي 10). هنا ، تم تحدي الفئران miR -29 b2 / c KO باستخدام MPTP للحث على إصابات تشبه PD. أظهرت الفئران الطافرة إصابات أقل خطورة لنظام الدوبامين نيغروسترياتال وتنشيط دبقي أكثر اعتدالًا ، وبالتالي مقاومة سلوكية إلى حد ما. وبالتالي ، فإن miR -29 b2 / c لها دور ضار في أمراض شلل الرعاش. لاحظنا أنه في نموذج PD للماوس المستحث MPTP ، لم تتغير المستويات القاتلة لنصوص p21 و p53 و Pai1 ، مما يشير إلى أن الشيخوخة الخلوية قد لا تحدث. تعتبر الشيخوخة عاملاً عالي الخطورة لتطور شلل الرعاش [38] ، ومع ذلك ، قد تكون التغيرات المرتبطة بالشيخوخة في الدماغ ، وخاصة نظام الدوبامين ، عاملاً أكثر صلة.

تمت زراعة الخلايا الدبقية الأولية من الفئران WT و miR -29 b2 / c KO للتحقيق في الآليات الأساسية. أدى MPP بالإضافة إلى العلاج إلى زيادة تعبير GDNF وانخفاض تعبير IL -1 في الخلايا الدبقية المختلطة التي تعاني من نقص miR -29 b2 / c. زاد MPP plus أيضًا من التعبير عن الجينات المسببة للالتهابات في الخلايا النجمية WT ولكن ليس في الخلايا النجمية التي تعاني من نقص miR - 29 b2 / c. وبالمثل ، أنتجت الخلايا النجمية الطافرة NO أقل مقارنة بالخلايا النجمية WT بعد تعرضها للوسط المكيف لخلايا BV2 المعالجة بـ LPS. في مزرعة الخلايا الدبقية الصغيرة الأولية ، مقارنةً بعناصر التحكم في WT المعالجة بـ LPS ، كانت نصوص السيتوكين IL المضاد للالتهاب -10 وعامل التغذية العصبية IGF -1 أعلى بشكل ملحوظ ، ونصوص السيتوكين IL المؤيد للالتهاب { {15}} انخفض في miR المُعامل -29 b2 / c KO الخلايا الدبقية الصغيرة. انخفضت مستويات NO في miR -29 b2 / c KO الخلايا الدبقية الصغيرة في الأساس وبعد تسمم LPS. أظهرت الدراسات أن miR والعديد من الجينات المستهدفة المتوقعة تشارك في عمليات التمثيل الغذائي [34 ، 39-41]. بصفته منظمًا أساسيًا ، فقد ثبت أن AMPK وقائي في PD عند تنشيطه [42]. تنشيط AMPK يحفز Sirtuin 1 ويمنع تنشيط NF-B والجينات المستهدفة الالتهابية المصب بشكل غير مباشر [43]. لاحظنا أنه تم تنظيم مستوى بروتين AMPK الفسفوري ونسبة p-AMPK إلى AMPK في الخلايا النجمية miR المُعالجة بـ LCM والمعالجة بـ MPP بالإضافة إلى mR - 29 b2 / c KO على التوالي. انخفض مستوى البروتين COX -2 في الخلايا النجمية المتحولة المعالجة بـ LCM مقارنة بالخلايا النجمية WT. في الأساس ، تم رفع نشاط AMPK في miR -29 b2 / c KO الخلايا الدبقية الصغيرة. تم تقليل كمية بروتين COX -2 بشكل ملحوظ في miR -29 b2 / c KO الخلايا الدبقية الصغيرة مقارنةً بعناصر التحكم WT بعد علاج LPS. تحت علاج LPS ، تم تقليل نسبة p-p65 و p65 بشكل طفيف في الخلايا الدبقية الصغيرة المتحولة ، مما يشير إلى مسار إشارات NF-B مخفف. تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن نشاط AMPK المحسن والاستجابة الالتهابية المنخفضة في الخلايا الدبقية يحميان مسار nigrostriatal في الفئران mi -29 b2 / c KO (الشكل 6G). بشكل قاطع ، يلعب miR -29 b2 / c دورًا مهمًا في الشيخوخة والأضرار في نظام الدوبامين نيغروسترياتال.

مراجع

1. Braak H ، Del Tredici K. تمت دعوة المادة: أمراض الجهاز العصبي في مرض باركنسون المتقطع. علم الأعصاب. 2008 ؛ 70: 1916 - 25.

2. وانج كيو ، ليو واي ، تشو جيه. التهاب الأعصاب في مرض باركنسون وإمكانياته كهدف علاجي. ترجمة Neurodegener. 2015 ؛ 4:19.

3. Wang Z و Dong H و Wang J و Huang Y و Zhang X و Tang Y و Li Q و Liu Z و Ma Y و Tong J و Huang L و Fei J و Yu M وآخرون. الأدوار المزدهرة والمضادة للالتهابات من NF-B c-Rel في نماذج مرض باركنسون. الأكسدة بيول. 2020 ؛ 30: 101427.

4. Zhu S، Wu H، Wu F، Nie D، Sheng S، Mo YY. يستهدف MicroRNA - 21 الجينات الكابتة للورم في الغزو والانتشار. دقة الخلية. 2008 ؛ 18: 350-59.

5. Qiu L، Zhang W، Tan EK، Zeng L. فك شفرة وظيفة وتنظيم الرنا الميكروي في مرض الزهايمر ومرض باركنسون. ACS Chem Neurosci. 2014 ؛ 5: 884-94.

6. Papadopoulou AS و Serneels L و Achsel T و Mandemakers W و Callaerts-Vegh Z و Dooley J و Lau P و Ayoubi T و Radaelli E و Spinazzi M و Neumann M و Hébert SS و Silahtaroglu A وآخرون. يؤدي نقص مجموعة miR -29 a / b -1 إلى ميزات رنح وتغيرات في المخيخ في الفئران. نيوروبيول ديس. 2015 ؛ 73: 275 - 88.

7. Hyun J، Choi SS، Diehl AM، Jung Y. الدور المحتمل لإشارات Hedgehog و microRNA -29 في تليف الكبد لفأر يعاني من نقص في IKK. J مول هيستول. 2014 ؛ 45: 103-12.

8. Qin W ، Chung AC ، Huang XR ، Meng XM ، Hui DS ، Yu CM ، Sung JJ ، Lan HY. تعزز إشارات TGF- / Smad3 التليف الكلوي عن طريق تثبيط miR -29. J آم سوك نيفرول. 2011 ؛ 22: 1462–74.

9. Xiao J، Meng XM، Huang XR، Chung AC، Feng YL، Hui DS، Yu CM، Sung JJ، Lan HY. miR -29 يثبط التليف الرئوي الناجم عن البليوميسين في الفئران. مول هناك. 2012 ؛ 20: 1251–60.

10. Steiner DF، Thomas MF، Hu JK، Yang Z، Babiarz JE، Allen CD، Matloubian M، Blelloch R، Ansel KM. ينظم MicroRNA -29 عوامل النسخ على شكل صندوق T وإنتاج مضاد للفيروسات في الخلايا التائية المساعدة. حصانة. 2011 ؛ 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، et al. تملي عائلة microRNA -29 التوازن بين معالجة الجلوكوز المتجانسة والمرضية في مرض السكري والسمنة. السكري. 2016 ؛ 65: 53-61.

12. Adoro S و Cubillos-Ruiz JR و Chen X و Deruaz M و Vrbanac VD و Song M و Park S و Murooka TT و Dudek TE و Luster AD و Tager AM و Streeck H و Bowman B وآخرون. يستحث IL -21 microRNA المضاد للفيروسات -29 في خلايا CD4 T للحد من الإصابة بفيروس HIV -1. نات كومون. 2015 ؛ 6: 7562.

13. Ma F و Xu S و Liu X و Zhang Q و Xu X و Liu M و Hua M و Li N و Yao H و Cao X. يتحكم microRNA miR -29 في الاستجابات المناعية الفطرية والتكيفية للعدوى البكتيرية داخل الخلايا من خلال استهداف مضاد للفيروسات. نات إمونول. 2011 ؛ 12: 861 - 69.

14. Jovičić A، Roshan R، Moisoi N، Pradervand S، Moser R، Pillai B، Luthi-Carter R. تحليلات تعبيرية شاملة للـ miRNAs الخاصة بنوع الخلية العصبية تحدد محددات جديدة لمواصفات الأنماط الظاهرية للخلايا العصبية والحفاظ عليها. ياء نيوروسسي. 2013 ؛ 33: 5127–37.

15. Ouyang YB، Xu L، Lu Y، Sun X، Yue S، Xiong XX، Giffard RG. يستهدف miR المخصب بالخلايا النجمية -29 جهاز PUMA ويقلل من تعرض الخلايا العصبية لنقص تروية الدماغ الأمامي. غليا. 2013 ؛ 61: 1784–94.

16. Shioya M ، Obayashi S ، Tabunoki H ، Arima K ، Saito Y ، Ishida T ، Satoh J. Aberrant تعبير microRNA في أدمغة الأمراض التنكسية العصبية: miR -29 a تناقص في دماغ مرض الزهايمر يستهدف متصفح الخلايا العصبية 3. Neuropathol Appl Neurobiol. 2010 ؛ 36: 320 - 30.

17. Hébert SS، Horré K، Nicolaï L، Papadopoulou AS، Mandemakers W، Silahtaroglu AN، Kauppinen S، Delacourte A، De Strooper B. فقدان microRNA العنقودية miR -29 a / b -1 بشكل متقطع يرتبط مرض الزهايمر بزيادة تعبير BACE1 / beta-secretase. Proc Natl Acad Sci USA. 2008 ؛ 105: 6415 - 20.

18. جونسون آر ، زوكاتو سي ، بيلييف إن دي ، ضيف دي جي ، كاتانيو إي ، باكلي نيوجيرسي. مسار خلل جيني قائم على الرنا الميكروي في مرض هنتنغتون. نيوروبيول ديس. 2008 ؛ 29: 438-45.

19. باكر إيه إن ، إكسينج واي ، هاربر إس كيو ، جونز إل ، ديفيدسون بي إل. ينظم microRNA miR ثنائي الوظيفة -9 / miR -9 * REST و CoREST ويقلل من التنظيم في مرض هنتنغتون. ياء نيوروسسي. 2008 ؛ 28: 14341-1446.

20. Nolan K، Mitchem MR، Jimenez-Mateos EM، Henshall DC، Concannon CG، Prehn JH. زيادة التعبير عن الرنا الميكروي -29 في الفئران ALS: التحليل الوظيفي لتثبيطه. J مول نيوروسسي. 2014 ؛ 53: 231–41.

21. روشان آر ، شريدهار إس ، سارانجدار إم إيه ، بانيك أ ، تشاولا إم ، جارج إم ، سينغ في بي ، بيلاي ب. الضربة القاضية الخاصة بالدماغ من مير -29 تؤدي إلى موت الخلايا العصبية والرنح في الفئران. RNA. 2014 ؛ 20: 1287-1997.

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. يساهم فقدان miR -29 ب بعد السكتة الدماغية الحادة في موت الخلايا العصبية وحجم الاحتشاء. متعب تدفق الدم سيريب ي. 2013 ؛ 33: 1197–206.

23. شي جي ، ليو واي ، ليو تي ، يان دبليو ، ليو إكس ، وانج واي ، شي جي ، جيا إل. miR -29 b يعزز موت الخلايا العصبية عن طريق تثبيط Bcl2L2 بعد إصابة الدماغ الدماغية. اكسب الدماغ الدقة. 2012 ؛ 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. . مندوب علوم .2017 ؛ 7: 5411.

25. Han L، Tang Y، Bai X، Liang X، Fan Y، Shen Y، Huang F، Wang J. Association of the serum microRNA -29 family with theognitive cognitive disease in Parkinson disease. الشيخوخة (ألباني نيويورك). 2020 ؛ 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. تحدث الشيخوخة الخلوية بسبب السموم العصبية البيئية باراكوات ويساهم في علم الأمراض العصبية المرتبط بمرض باركنسون. مندوب الخلية .2018 ؛ 22: 930-40.

27. Willard AM، Bouchard RS، Gittis AH. التدهور التفاضلي للعجز الحركي أثناء الاستنفاد التدريجي للدوبامين باستخدام هيدروكسيدوبامين 6- في الفئران. علم الأعصاب. 2015 ؛ 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 ، et al. يؤدي Poly (ADP-ribose) إلى التنكس العصبي المرضي للسينوكلين في مرض باركنسون. علوم. 2018 ؛ 362: عصام 8407.

29. Huang D، Xu J، Wang J، Tong J، Bai X، Li H، Wang Z، Huang Y، Wu Y، Yu M، Huang F. Dynamic Changes in the Nigrostriatal Pathway in MPTP Mouse Model of Parkinson Disease. ديس باركنسون. 2017 ؛ 2017: 9349487.

30. Ugalde AP و Ramsay AJ و de la Rosa J و Varela I و Mariño G و Cadiñanos J و Lu J و Freije JM و López-Otín C. } و p53. EMBO J. 2011 ؛ 30: 2219 - 32.

31. Hu Z، Klein JD، Mitch WE، Zhang L، Martinez I، Wang XH. تحرض MicroRNA -29 الشيخوخة الخلوية في العضلات المتقدمة في السن من خلال مسارات إشارات متعددة. الشيخوخة (ألباني نيويورك). 2014 ؛ 6: 160-75.

32. Fenn AM، Smith KM، Lovett-Racke AE، Guerau-deArellano M، Whitacre CC، Godbout JP. ترتبط زيادة microRNA 29b في الدماغ المسن بانخفاض عامل النمو الشبيه بالأنسولين -1 وربيطة الفركتالكين. الشيخوخة نيوروبيول. 2013 ؛ 34: 2748–58.

33. Wang R و Yang Y و Wang H و He Y و Li C. MiR -29 c يحمي من الالتهاب والاستماتة في نموذج مرض باركنسون في الجسم الحي وفي المختبر من خلال استهداف SP1. كلين أكسب فارماكول فيسيول. 2020 ؛ 47: 372-82.

34. Caravia XM، Fanjul V، Oliver E، Roiz-Valle D، Morán- lvarez A، Desdín-Micó G، Mittelbrunn M، Cabo R، Vega JA، Rodríguez F، Fueyo A، Gómez M، LoboGonzález M، et al. يعد المحور التنظيمي microRNA -29 / PGC1 أمرًا بالغ الأهمية للتحكم في التمثيل الغذائي لوظيفة القلب. بلوس بيول. 2018 ؛ 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، LópezOtmpste. البروتياز مرتبط بتنشيط إشارات p53. طبيعة. 2005 ؛ 437: 564–68.

36. Park SY، Lee JH، Ha M، Nam JW، Kim VN. تقوم miR -29 miRNAs بتنشيط p53 باستهداف p85 alpha و CDC42. نات هيكل مول بيول. 2009 ؛ 16: 23-29.

37. يقوم كل من Martinez I و Cazalla D و Almstead LL و Steitz JA و DiMaio D. miR -29 و miR -30 بتنظيم تعبير B-Myb أثناء الشيخوخة الخلوية. Proc Natl Acad Sci USA. 2011 ؛ 108: 522–27.

38. Collier TJ، Kanaan NM، Kordower JH. الشيخوخة ومرض باركنسون: جوانب مختلفة لعملة واحدة؟ موف ديسورد. 2017 ؛ 32: 983-90.

39. Massart J، Sjögren RJ، Lundell LS، Mudry JM، Franck N، O'Gorman DJ، Egan B، Zierath JR، Krook A. Altered miR - 29 يؤثر التعبير في داء السكري من النوع 2 على الجلوكوز والتمثيل الغذائي للدهون في الهيكل العظمي عضلة. السكري. 2017 ؛ 66: 1807-18.

40. Dooley J، Lagou V، Garcia-Perez JE، Himmelreich U، Liston A. miR -29 a-deficiency لا يغير مسار سرطان البنكرياس الأسيناري في الفئران. Oncotarget. 2017 ؛ 8: 26911-17.

41. Kwon JJ، Factora TD، Dey S، Kota J. A Systematic Review of miR -29 in Cancer. مول ثير أونكوليتيك. 2018 ؛ 12: 173-94.

42. Lu M ، Su C ، Qiao C ، Bian Y ، Ding J ، Hu G. Metformin يمنع موت الخلايا العصبية الدوبامينية في نموذج الفأر المستحث بمرض باركنسون MPTP / P عن طريق Autophagy و Mitochondrial ROS Clearance. إنت ياء نيوروبسيتشوفارماكول. 2016 ؛ 19: pyw047.

43. Salminen A ، Hyttinen JM ، Kaarniranta K. AMP-Activated protein kinase يثبط إشارات NF-κB والالتهاب: التأثير على فترة الصحة والعمر. جيه مول ميد (بيرل). 2011 ؛ 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 ، فانغ هوانغ 1

1. قسم العلوم العصبية المترجمة ، مستشفى مركز مقاطعة جينغان في شنغهاي ، مختبر الدولة الرئيسي لبيولوجيا الأعصاب الطبية ومركز حدود وزارة التعليم لعلوم الدماغ ، معاهد علوم الدماغ ، جامعة فودان ، شنغهاي 200032 ، الصين

2. قسم طب إعادة التأهيل ، مستشفى الشعب السادس التابع لجامعة شنغهاي جياو تونغ ، شنغهاي 200233 ، الصين

3. مدرسة علوم وتكنولوجيا الحياة ، جامعة تونغجي ، شنغهاي 200092 ، الصين

4. مركز شنغهاي للبحوث الهندسية للكائنات النموذجية ، مركز شنغهاي للكائنات الحية النموذجية ، INC ، شنغهاي 201203 ، الصين