神經所杜久林研究組發現腦血管完整性的神經調節機制

　　4月21日，《細胞研究》期刊在線發表了中科院神經科學研究所、中科院腦科學與智能技術卓越創新中心、神經科學國家重點實驗室杜久林研究組題為《神經元通過釋放含有miR-132的外泌體調節腦部血管完整性》的研究論文。該研究發現，神經元通過釋放外泌體向腦血管內皮細胞中運輸神經元高表達的miR-132，進而通過靶向eef2k維持VE-cadherin的高表達，從而起到調節腦血管完整性的作用。該工作揭示了神經元調節腦血管發育的新機制，并首次發現了外泌體介導的這種神經-血管調節方式。

　　組成大腦毛細血管的血管內皮細胞通過形成緊密連接，以及和周圍的周細胞和星形膠質細胞相互作用，形成血腦屏障。血腦屏障精細控制血液和腦組織的物質交換，維持腦內微環境的穩定。腦血管完整性的破壞會導致或加劇一系列的神經系統疾病。在腦血管發育領域中，之前的研究發現腦血管發育相對于外周血管而言，存在很多的特異性，但我們對于神經系統是如何調節腦血管發育及血腦屏障的形成還不清楚。

　　為了研究神經系統是如何調節腦血管發育的，研究人員運用斑馬魚為模型，首先檢測了神經元高表達的miR-132在腦血管發育中的作用。發現下調或突變miR-132破壞了斑馬魚腦血管完整性，并伴隨著嚴重的腦內出血。

　　為了檢測腦血管完整性破壞的細胞和分子機制，研究人員檢測了對于維持腦血管完整性至關重要的血管內皮細胞間的連接蛋白、胞吞轉運及周細胞的覆蓋，發現血管內皮細胞連接蛋白（VE-cadherin）和它的胞內作用蛋白β-catenin參與了miR-132對腦血管完整性的破壞，而胞吞轉運和周細胞并不參與其中。通過特異性下調神經元的miR-132，發現神經元的miR-132對于維持腦血管完整性是必須的。

　　重要的是，研究發現上調或下調神經元中miR-132的水平會導致血管內皮中miR-132水平發生相應的改變，同時特異性下調血管內皮細胞中的miR-132的水平也導致VE-cadherin表達的下降及腦血管完整性的破壞。進一步地，研究人員結合斑馬魚活體和離體培養哺乳動物細胞的實驗，發現神經元釋放含有miR-132的外泌體進入血管內皮細胞，進而調節血管內皮細胞miR-132的水平。而抑制外泌體的分泌會導致血管內皮細胞miR-132水平的降低以及腦血管完整性的破壞。

　　最后，通過microarray檢測發現真核生物延長因子2激酶（eukaryotic elongation factor 2 kinase， eef2k）是miR-132的直接下游靶基因，并介導了miR-132對VE-cadherin的表達及腦血管完整性的調節。

　　該工作發現了miR-132在腦血管發育中新功能，并揭示了外泌體作為腦血管完整性的神經調節的一個新的載體。該發現為之后神經元外泌體介導的神經血管相互作用的研究提供了新的方向。