第一作者：王传方

通讯作者：王业忠

作者单位：广州医科大学附属第二医院神经外科

REF: Wang C, Ji Y, Zhang H, et al. Increased level of exosomal miR-20b-5p derived from hypothermia-treated microglia promotes neurite outgrowth and synapse recovery after traumatic brain injury. Neurobiol Dis. 2023;179:106042. doi:10.1016/j.nbd.2023.106042

PMID: 36804284

介　绍

结　果

体外实验中，我们使用PKH26标记常温处理的LPS激活小胶质细胞来源外泌体（MG-LPS-EXO^NT）及亚低温处理的LPS激活小胶质细胞来源外泌体（MG-LPS-EXO^HT），并将上述外泌体分别与牵张损伤的神经元共培养（图1A）。72小时后通过MAP2免疫荧光染色检测神经元形态改变；免疫印迹实验检测神经元突触再生相关蛋白PSD-95及GluR1表达水平改变。结果显示：神经元可摄取小胶质细胞来源外泌体（图1B）；MG-LPS-EXO^HT可显著增加体外牵张损伤神经元神经突起数量及总长度（图1D，1E）；MG-LPS-EXO^HT可显著促进体外牵张损伤神经元PSD-95及GluR1表达（图1F，1G）。

我们分别在体外实验及体内实验中证明miR-20b-5p促进TBI后神经突起及突触再生。

体外实验中，我们将NC mimic及miR-20b-5p mimic分别与牵张损伤的神经元共培养。72小时后通过MAP2免疫荧光染色检测神经元形态改变；免疫印迹实验检测神经元突触再生相关蛋白PSD-95及GluR1表达水平改变。结果显示：miR-20b-5p mimic可显著增加体外牵张损伤神经元神经突起数量及总长度（图5A，5B）；miR-20b-5p mimic可显著促进体外牵张损伤神经元PSD-95及GluR1表达（图5C，5D）。

体内实验中，我们通过尾静脉分别将Agomir NC及Agomir-20b-5p注射入TBI小鼠（CCI模型）。72小时后灌注取脑，Golgi染色检测神经元形态及突触数量改变。结果显示：Agomir-20b-5p可显著增加损伤周围区神经元神经突起数量和总长度，以及突触数量（图6A-6D）。

后续机制研究我们发现，miR-20b-5p可直接结合PTEN基因mRNA，降低神经元损伤后PTEN蛋白表达，进而上调p-AKT水平（图7A-7D）。在体外牵张损伤神经元内加入AKT选择性抑制剂MK-2206可逆转miR-20b-5p对损伤神经元神经突起再生相关蛋白GAP43和突触再生相关蛋白PSD-95及GluR1表达的促进作用（图7E，7F）。

同时我们研究发现，miR-20b-5p可降低LPS激活小胶质细胞内IL-1β、IL-6及iNOS的mRNA水平，提示miR-20b-5p可能抑制TBI后炎性微环境的形成（图8A-8F）。

讨　论

最新研究表明，长时程亚低温可显著提高重型TBI患者的临床预后。其相关机制尚不完全明确。近年来，研究发现，亚低温可抑制小胶质细胞活化，并调控促炎M1型小胶质细胞向抑炎M2型小胶质细胞转化，从而改善中枢神经系统免疫微环境，产生脑保护作用并促进神经元再生。本研究着重于对亚低温处理的小胶质细胞源外泌体microRNA表达谱进行分析，定位miR-20b-5p，并阐明亚低温通过调控小胶质细胞源外泌体内miR-20b-5p含量促进TBI后神经再生的作用及其相关机制。

大量研究表明miR-20b-5p与炎症的发生发展密切相关。miR-20b-5p可阻碍外周巨噬细胞促炎细胞因子的释放，并促进巨噬细胞向M2型转化。中枢神经系统损伤后，小胶质细胞内miR-20b-5p显著下调，而过表达miR-20b-5p可抑制缺血再灌注大鼠神经元凋亡及梗塞灶的形成。但目前，对TBI后小胶质细胞源外泌体内miR-20b-5p在中枢神经系统中的作用及其机制尚未见报道。本研究着重阐明了小胶质细胞源外泌体内miR-20b-5p在TBI后可促进损伤神经元神经突起及突触再生，抑制炎性微环境形成，并改善小鼠运动功能，其相关机制可能涉及对PI3K/AKT/PTEN通路的激活。

本研究仍有一定的局限性。首先，根据microRNA靶基因数据库的预测结果及既往多篇基础研究的结论，miR-20b-5p的下游靶基因可能参与TGF-β/Smad通路及其他神经元再生相关通路的调控。故除PI3K/AKT/PTEN通路外，miR-20b-5p可能通过其他通路促进损伤神经元神经突起及突触再生。其次，MG-LPS-EXO^HT内共有19个microRNA较MG-LPS-EXO^NT显著升高，18个microRNA较MG-LPS-EXO^NT显著降低，除miR-20b-5p外，亚低温可能通过调控小胶质细胞源外泌体内其他microRNA促进神经元再生，如miR-23b-3p。有研究指出，施旺细胞源细胞外囊泡内miR-23b-3p可显著促进外周神经轴突再生。相关问题仍需要进一步研究。

结论及后续工作展望

第一作者简介

王传方 主治医师

广州医科大学附属第二医院

神经外科，主治医师，上海交通大学博士，中山大学及广州医科大学博士后

主要从事颅脑创伤及脑血管疾病的外科诊疗工作

主持国家级课题一项，省部级课题三项，市级课题一项。以第一作者及通讯作者发表中科院一区，二区SCI论文多篇。现担任广州市医师协会神经外科分会委员

通讯作者简介

王业忠 教授

广州医科大学附属第二医院

神经外科科主任，学科带头人，广州医科大学神经科学研究所副所长

医学博士，二级教授，主任医师，博士生导师，博士后合作导师，国务院政府特殊津贴专家，广州市优秀专家，广州医科大学“南山学者”

社会任职：广州市医学会常务理事；广州市医学会神经外科学分会主任委员；世界华人神经外科联合会委员；中国神经科学学会理事；中国医师协会神经外科医师分会委员；中国研究型医院学会神经外科学专业委员会常务委员；中华医学会神经外科学分会第六、七届委员会委员；中华医学会神经外科学分会脑血管病学组委员；广东省健康管理学会神经外科专业委员会主任委员；广东省医学会神经外科学分会副主任委员、颅底鞍区组组长；广东省医师协会神经外科医师分会副主任委员；广东省医学教育协会神经外科专业委员会副主任委员；广东省医院协会临床科主任管理分会副主任委员；广东省精准医学应用学会神经肿瘤分会副主任委员等

专业特长：主要研究领域为脑血管病、颅脑创伤及颅底肿瘤