外泌體內microRNA—135a跨血腦屏障轉運的初步研究

劉辰庚++郝婷+楊婷婷++孟雙+王培昌

[摘要] 目的 初步研究外泌體內microRNA-135a（miR-135a）跨血腦屏障和細胞轉運的現象。 方法 提取APP/PS1雙轉基因小鼠腦脊液（CSF）的高miR-135a外泌體，將其注射入野生型小鼠腦室并干預SH-SY5Y細胞，檢測小鼠外周血和培養基外泌體內miR-135a水平及SH-SY5Y細胞β分泌酶-1（BACE-1）的表達和活性。 結果 高miR-135a外泌體腦室注射能使野生型小鼠CSF和血漿外泌體miR-135a顯著升高（P < 0.05）；經APP/PS1雙轉基因小鼠CSF源外泌體干預的SH-SY5Y細胞，其細胞內的miR-135a含量顯著高于其他干預組和對照組（P < 0.05）；SH-SY5Y細胞的BACE-1活性顯著降低（P < 0.05），且其mRNA表達水平的變化趨勢與活性變化趨勢一致。 結論 外泌體可將腦脊液中的“高miR-135a”這一生物信號跨越血腦屏障傳遞至外周血，這為將血漿外泌體miR-135a作為阿爾茨海默病診斷生物標志物提供了更堅實的實驗依據。

[關鍵詞] 阿爾茨海默病；MicroRNA；外泌體

[中圖分類號] R749 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）11（c）-0022-05

A preliminary study on the cross blood-brain-barrier transport of exosomal microRNA-135a

LIU Chengeng1 HAO Ting2 YANG Tingting1 MENG Shuang3 WANG Peichang1

1.Department of Clinical Laboratory， Xuanwu Hospital， Capital Medcial University， Beijing 100053， China； 2.Department of Pathology， Heze Municipal Hospital， Shandong Province， Heze 274000， China； 3.State Key Laboratory of Infectious Disease Prevention and Control， National Institute for Communicable Disease Control and Prevention， Chinese Center for Disease Control and Prevention， Beijing 102206， China

[Abstract] Objective To study the effect of microRNA-135a （miR-135a） on blood-brain barrier and cell transport in exocrine. Methods The high miR-135a exosomes were extracted from the cerebrospinal fluid （CSF） of the transgenic mice and injected into the ventricles of the wild type mice and intervened with SH-SY5Y cells. The levels of miR-135a in the peripheral blood of mice and the exosomes of the culture， and the expression and activity of β-secretase-1 （BACE-1） in SH-SY5Y cells were determined. Results Intraventricular injection of miR-135a exosomes resulted in a significant increase in CSF and plasma exosomal miR-135a in wild-type mice （P < 0.05）. The activity of BACE-1 in SH-SY5Y cells treated with exosomes harvest from the CSF of APP/PS1 double transgenic mice was significantly lower than that in other intervention group and control group （P < 0.05）， and the mRNA expression level of SH-SY5Y cells was significantly lower than that of control （P < 0.05）. The trend of change is consistent with the trend of activity. Conclusion The signal of "high miR-135a" can be transferred from CSF to blood through the blood-brain barrier， which provides a more solid experimental basis for the use of exosomal miR-135a as a biomarker of Alzheimer's disease.

[Key words] Alzheimer′s disease； MicroRNA； Exosome

微小核糖核酸（microRNA，miR）在發育、分化和衰老等方面都扮演了重要角色[1]。作為重要的神經退行性變疾病之一，阿爾茨海默病（Alzheimer′s disease，AD）的發生發展也不乏相關miR的參與[1-2]。本課題組的前期研究表明，miR-135a可抑制重要的AD相關蛋白——β分泌酶-1（β-site APP cleaving enzyme，BACE-1）的蛋白表達并降低其在細胞內的活性，且這種作用是通過其與BACE-1 mRNA的3′非翻譯區（3′-UTR）直接結合而實現的[1，3]。APP/PS1雙轉基因小鼠具有較典型的AD樣病理學和行為學改變，是應用較多的AD模型。本課題組研究表明，APP/PS1雙轉基因小鼠和AD患者的腦脊液（cerebro spinal fluid，CSF）中總體miR-135a水平顯著升高，且小鼠和AD患者CSF和血清中泌體（exosome）內miR-135a亦升高，提示其可作為AD的潛在生物標志物[3]。但外周血中的核酸來源復雜，主要包括組織細胞的病理/生理釋放以及細胞死亡/凋亡釋放等來源[4-6]，在前期研究中被檢測到升高的外泌體內miR-135a是否主要來自腦脊液，抑或腦脊液中的高miR-135a狀態是否能直接導致外周血中相應指標的改變并未明確[1，3]。本研究主要就腦脊液外泌體內miR-135a跨血腦屏障向外周血轉運的現象進行初步研究。endprint

1 材料與方法