脊髓损伤(Spinalcord injury, SCI)是一种灾难性的中枢神经系统疾病，往往伴随着神经元凋亡和轴突的中断，由于脊髓损伤病理过程复杂，目前仍缺乏有效的治疗方法。小胶质细胞(Microglia)是一种驻留在中枢神经系统的免疫细胞(Immune cell)，和巨噬细胞一起构成中枢神经系统免疫应答的主要载体。研究报道，脊髓损伤后，小胶质细胞可通过释放外泌体(Exosomes)影响神经功能修复，但具体机制尚不明确。
近日，中南大学湘雅医院器官损伤衰老与再生医学湖南省重点实验室胡建中教授和吕红斌教授团队在生物学1区杂志Front Cell Dev Biol (2022 Jan 20, IF: 6.684)发表论文，发现小胶质细胞来源的外泌体(Microglia-Exos)可通过将miR-151-3p传递至神经元，抑制p53/p21/CDK1信号通路，减少神经元凋亡，促进轴突再生，改善神经功能。中南大学湘雅医院胡建中教授、段春岳副教授、曹勇副研究员为论文的共同通讯作者，研究生李成军和秦天为论文的共同第一作者。
脊髓损伤后，轴突的内在生长能力的缺失以及局部的抑制性微环境是神经功能难以修复的主要原因。外泌体是一种直径为30-150nm的细胞外囊泡，可通过将一系列功能因子(miRNAs、RNA、脂质和蛋白质)传递至受体细胞发挥生物学效应。同时，外泌体具有低免疫原性、可穿透血-脊髓屏障的特点，已成为一种新型的中枢神经系统疾病的治疗手段。
在这项研究中，研究人员利用脊髓损伤模型，发现小胶质细胞来源的外泌体可以被神经元吸收，并显著改善脊髓损伤后小鼠的神经功能。同时研究者在细胞和动物水平上均发现Microglia-Exos通过抑制p53/p21/CDK1信号通路显著减少神经元凋亡，促进轴突再生。进一步结合生物信息学分析，研究者发现Microglia-Exos中富含miR-151-3p，Microglia-Exos可将miR-151-3p传递至神经元并靶向结合Trp53，抑制p53/p21/CDK1信号通路，减少神经元凋亡，促进神经再生，从而促进脊髓损伤后神经功能修复。利用抑制剂(miR-51-3p inhibitor)抑制小胶质外泌体中miR-151-3p的表达，发现可以消除microglia-Exos减少神经元凋亡、促进神经功能修复的效应。该研究揭示了Microglia-Exos对脊髓损伤后神经元的保护作用及内在机制，为脊髓损伤提供了一种潜在的无细胞免疫治疗策略。
参考文献：
Microglia-Derived ExosomalmicroRNA-151-3p Enhances Functional Healing After Spinal Cord Injury byAttenuating Neuronal Apoptosis via Regulating the p53/p21/CDK1 SignalingPathway. Front Cell Dev Biol. 2022 Jan 20;9:783017
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