环状RNA circMETTL9通过下调ILF3调控TBI后神经炎症的机制与治疗意义

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:Experimental Neurology 4.2

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  本研究聚焦创伤性脑损伤(TBI)后神经炎症调控机制,发现circMETTL9通过直接结合ILF3蛋白并促其降解,激活p38 MAPK通路,进而促进星形胶质细胞释放CCL2、CCL3、CXCL1等趋化因子,加剧神经炎症和神经功能障碍。过表达ILF3可显著改善TBI后神经功能并减少神经元凋亡,表明ILF3是潜在的TBI治疗靶点。该研究为TBI后神经炎症的分子机制提供了新见解,发表于《Experimental Neurology》。

  
创伤性脑损伤(Traumatic Brain Injury, TBI)是导致长期神经功能障碍和残疾的主要原因之一,其病理过程涉及复杂的分子和细胞反应。神经炎症作为TBI后继发损伤的核心环节,虽在清除损伤碎片和启动修复中具有一定作用,但过度或持续的炎症反应会加剧脑组织损伤,导致神经元死亡和功能丧失。尽管近年来对TBI机制的研究不断深入,调控神经炎症的关键分子及其作用通路仍不完全清楚,缺乏有效的治疗靶点。
在此背景下,环状RNA(circular RNA, circRNA)作为一类具有稳定环状结构的非编码RNA,近年被发现在多种疾病中发挥重要调控作用。本研究团队在先前研究中已鉴定出circMETTL9(circMETTL9)在TBA后神经炎症中的调节功能,并预测白细胞介素增强子结合因子3(interleukin enhancer binding factor 3, ILF3)可能是其相互作用蛋白。然而,ILF3在TBI后的具体功能、其与circMETTL9的调控关系以及所涉及的下游信号通路,仍有待阐明。
为此,研究人员在《Experimental Neurology》上发表了一项研究,系统探讨了circMETTL9–ILF3轴在TBI后神经炎症中的作用及机制。研究发现,在TBI后损伤脑皮层及星形胶质细胞中,ILF3的表达显著下降;而过表达ILF3能够改善神经功能评分、减少神经元凋亡,表明ILF3具有神经保护作用。机制上,circMETTL9直接结合ILF3并促使ILF3蛋白水平降低,进而激活p38 MAPK信号通路,促进星形胶质细胞中趋化因子CCL2、CCL3、CXCL1和CXCL3的表达,最终加剧神经炎症反应。
该研究不仅揭示了circMETTL9/ILF3/p38 MAPK通路在TBI后神经炎症中的关键作用,也为开发针对ILF3的干预策略提供了理论依据。
本研究综合运用了多项关键技术方法。包括:建立TBI小鼠模型以模拟临床损伤过程;使用星形胶质细胞培养体系进行体外机制验证;通过RNA免疫共沉淀(RIP)和RNA pull-down技术验证circMETTL9与ILF3的直接结合;采用蛋白质印迹(Western blot)和定量PCR(qPCR)检测蛋白与基因表达;通过免疫荧光染色观察细胞类型与蛋白定位;最后通过行为学测试评估神经功能恢复情况。
ILF3在TBI后表达下降且具有神经保护作用
研究首先检测了TBI后小鼠脑皮层中ILF3的表达变化,发现其在蛋白和mRNA水平均显著降低。体外实验进一步证实,在星形胶质细胞中ILF3表达也明显下调。通过构建ILF3过表达载体,研究人员在TBI模型中恢复ILF3表达,结果发现这不仅能改善神经功能缺损,还减少了皮层区域的神经元凋亡,表明ILF3对TBI诱导的神经损伤具有保护作用。
circMETTL9直接结合ILF3并促进其降解
为阐明ILF3下调的机制,研究团队验证了circMETTL9与ILF3的相互作用。RNA pull-down和RIP实验均证实,circMETTL9可直接与ILF3蛋白结合。进一步机制探索表明,circMETTL9通过促进ILF3蛋白的降解而非影响其转录水平,导致ILF3表达减少。这一发现揭示了circMETTL9在转录后水平调控ILF3蛋白稳定性的新机制。
ILF3下调通过激活p38 MAPK通路促进趋化因子表达
研究人员接下来探讨了ILF3下调的下游效应。结果表明,ILF3缺失可激活p38 MAPK信号通路,并显著上调星形胶质细胞中多种趋化因子(包括CCL2、CCL3、CXCL1和CXCL3)的表达。而抑制p38 MAPK活性则能够逆转这些效应,说明ILF3是通过调控p38 MAPK通路影响神经炎症因子释放。
circMETTL9/ILF3轴在TBI后神经炎症中的整体作用
最后,研究在体内外模型中同时干预circMETTL9和ILF3,结果一致显示:circMETTL9通过下调ILF3、激活p38 MAPK通路,促进趋化因子的释放,从而加剧神经炎症和神经功能障碍。阻断该通路则能有效减轻炎症反应并改善神经功能结局。
本研究系统阐释了circMETTL9–ILF3–p38 MAPK信号轴在TBI后神经炎症中的关键作用。circMETTL9通过直接结合ILF3并促其降解,激活p38 MAPK通路,进而诱导星形胶质细胞释放多种趋化因子,最终导致神经炎症加剧和神经功能缺损。这些发现不仅深化了对TBI后分子机制的理解,也凸显了ILF3作为一个潜在治疗靶点的重要性。研究为开发针对circRNA或蛋白互作的干预策略提供了新方向,对缓解TBI后继发损伤、改善患者神经功能预后具有重要的临床意义。
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