中文标题：LncRNA ILF3-AS1通过抑制海马miR-212的表达介导癫痫的发生

发表期刊：Aging-US

影响因子：4.831

发表时间：2020年7月

合作单位：中山大学附属第六医院神经内科

运用技术：载体构建（由辉骏生物提供技术支持）

● 研究背景

癫痫是由神经元异常兴奋引起的神经系统疾病。癫痫持续状态会对神经系统和海马神经元造成持续性和急性损害。这些刺激可以诱导细胞释放兴奋性氨基酸，导致Ca2+和Na+内流，进而损伤神经元，导致神经元凋亡、纤维发芽、胶质细胞增殖、海马神经元丢失和海马硬化等。颞叶癫痫(TLE)是最常见的疾病之一，近年来尽管取得了一些治疗进展，但其潜在机制仍不清楚。有证据表明，基质金属蛋白酶(MMP)表达或活性的增加可促进癫痫的发生，也有人认为MMP抑制剂可能是治疗癫痫的一种有效方法，但现有的MMP抑制剂缺乏特异性，且副作用严重。MMP上游的分子可能比MMP本身更适合靶向治疗。

长非编码RNA(LncRNA)是长度大于200个核苷酸的非编码RNA。多项研究表明，lncRNA在多种疾病的进展和发病机制中起关键作用，包括心血管疾病、椎间盘退变、神经退行性疾病和癌症。LncRNA还被发现参与许多生物学过程，包括细胞发育、凋亡、干细胞分化、迁移和炎症等。在结肠癌、骨肉瘤、宫颈癌和黑色素瘤等几种癌症中均已经检测到一种新发现的lncRNA ILF3-AS1的异常表达。此外，H19和RNA-UCA1这两个lncRNA，近来被证明与癫痫的发生有关。因此，本研究旨在研究ILF3-AS1在TLE患者中的表达是否发生改变，并评估ILF3-AS1与MMP之间的关系。

● 研究结果

1.     ILF3-AS1在TLE患者的海马区中过表达

在这项研究中，41名受试者被分为TLE组（23人）和对照组（18人）两组，研究者首先分析了两组患者海马区中ILF3-AS1的表达。如图1A所示，TLE组海马区ILF3-AS1表达高于对照组。此外，TLE组血清ILF3-AS1水平也高于对照组（图1B）。

图1

2. ILF3-AS1与炎性细胞因子表达的关系

为探讨炎性细胞因子对TLE中ILF3-AS1表达的影响，用IL-1β或TNF-α处理星形胶质细胞。结果表明，IL-1β和TNF-α均能诱导星形胶质细胞中ILF3-AS1的表达(图2A和2B)。为了进一步探讨ILF3-AS1与炎性细胞因子在TLE中的关系，研究者将pcDNA-ILF3-AS1质粒转染星形胶质细胞，导致ILF3-AS1在转染细胞中过表达(图3A)。值得注意的是，这种异位表达还促进了星形胶质细胞中IL-1β(图3B)、IL-6(图3C)和TNF-α(图3D)的表达。

图2

图3

3. ILF3-AS1过表达促进MMP2、MMP3、MMP9和MMP14的表达

由于炎性细胞因子刺激后TLE中MMP2、MMP3、MMP9和MMP14的表达增强，研究者进一步研究了这些基因的表达是否受ILF3-AS1的调节。结果显示，在异位过度表达ILF3-AS1的星形胶质细胞中，MMP2(图4A)、MMP3(图4B)、MMP9(图4C)和MMP14(图4D)的表达均有上调。

图4

4. ILF3-AS1靶向TLE患者星形胶质细胞和海马区的miR-212

为了研究ILF3AS1可能促进TLE进展的分子机制，研究者用Starbase分析了其相互作用组，预测结果显示ILF3-AS1可能与miR-212结合(图5A)。此外，用miR-212模拟物处理的星形胶质细胞中miR-212的表达增加(图5B)。荧光素酶报告基因分析结果显示，在转染野生型ILF3-AS1报告质粒的星形胶质细胞中，miR-212过表达降低了荧光素酶活性(图5C)。相反，强制表达ILF3-AS1抑制了细胞中miR-212的表达(图5D)。与这些发现一致的是，TLE患者的海马区和血清的miR-212水平均低于对照组(图6A和6B)。

图5

图6

5. ILF3-AS1通过靶向miR-212诱导炎性细胞因子MMP3和MMP9的表达

为确定ILF3-AS1是否通过抑制miR-212促进炎性细胞因子和MMP的表达，研究者进行了一系列挽救实验。在过度表达IL-1AS1的星形胶质细胞中，强制表达miR212降低了IL-1β(图7A)、IL-6(图7B)和TNF-α(图7C)的表达。同样，在ILF3-AS1过表达的细胞中，miR-212的高表达降低了MMP3(图7D)和MMP9(图7E)的表达。

 图7