Rapport académique sur l’article scientifique “circptp4a2 favorise la polarisation des cellules microgliales dans l’accident vasculaire cérébral ischémique via l’axe mir-20b-5p/ythdf1/timp2”

Contexte

L’accident vasculaire cérébral ischémique (AVC ischémique) est une nécrose des tissus cérébraux causée par l’obstruction du flux sanguin cérébral, et constitue la deuxième cause mondiale de handicap et de décès. Les stratégies de traitement clinique actuelles comprennent principalement la thrombolyse intraveineuse et la thrombectomie mécanique, mais l’efficacité de ces méthodes est limitée. Par conséquent, le développement de nouvelles stratégies de traitement efficaces est d’une grande importance. Les cellules microgliales, en tant que macrophages résidents du cerveau, jouent un rôle important dans les réponses neuro-inflammatoires aiguës et chroniques. Dans la phase pathologique de l’AVC ischémique, les cellules microgliales peuvent être rapidement activées et se différencier en phénotypes M1 ou M2, qui jouent des rôles différents dans les lésions tissulaires et la réparation.

En particulier, les cellules microgliales M1 favorisent les lésions cérébrales en sécrétant des facteurs pro-inflammatoires, tandis que les cellules microgliales M2 sécrètent des facteurs anti-inflammatoires et ont un effet neuroprotecteur. Par conséquent, la promotion de la polarisation des cellules microgliales vers le phénotype M2 est considérée comme une stratégie potentielle pour le traitement de l’AVC ischémique, et la compréhension du mécanisme de polarisation du phénotype M2 des cellules microgliales est une étape clé pour atteindre cet objectif.

Source de l’article

Cet article a été rédigé par Xianxin Kang, Yanhui Cao, Guodong Sun, Dongsheng Fei, Kai Kang, Xianglin Meng et Mingyan Zhao du Département de Médecine d’Urgence du Premier Hôpital Affilié de l’Université Médicale de Harbin, et a été publié en ligne le 14 septembre 2023 dans le journal “Neuromolecular Medicine”.

Processus de recherche

Dans cette étude, les auteurs ont exploré le rôle de circPTP4A2 dans la régulation de la polarisation des cellules microgliales dans l’AVC ischémique en construisant des modèles MCAO/R (occlusion de l’artère cérébrale moyenne/reperfusion) et OGD/R (privation d’oxygène et de glucose/réoxygénation).

Étapes expérimentales

1. Collecte d’échantillons cliniques

   • Collecte d’échantillons de sang auprès de 30 patients atteints d’AVC ischémique et 30 volontaires sains.
   • Inclusion d’informations de base telles que le fait qu’il s’agisse ou non du premier épisode pour les patients.

2. Établissement du modèle MCAO/R

   • Utilisation de 32 souris C57BL/6 âgées de 8 semaines, divisées en 4 groupes : groupe sham, groupe MCAO/R, groupe MCAO/R+sh-NC et groupe MCAO/R+sh-circPTP4A2.
   • Construction du modèle MCAO/R chez les souris et interférence par shRNA pour réduire l’expression de circPTP4A2.

3. Coloration au chlorure de 2,3,5-triphényltétrazolium (TTC)

   • Détection du volume de l’infarctus dans les tissus cérébraux des souris.
   • Évaluation des lésions neurologiques par des scores de fonction neurologique.

4. Immunofluorescence

   • Analyse des niveaux d’expression de CD16 et CD206 dans les tissus cérébraux.

5. Culture et traitement cellulaire

   • Utilisation de cellules microgliales humaines (cellules HMC3) achetées à l’ATCC pour construire un modèle in vitro dans des conditions OGD/R.
   • Réalisation de diverses expériences de transfection, y compris l’interférence par shRNA et la simulation et l’inhibition du microARN mir-20b-5p.

6. Méthode du kit de comptage cellulaire-8 (CCK-8)

   • Mesure de la viabilité cellulaire.

7. Cytométrie en flux

   • Détection de l’expression de CD16 et CD206 à la surface cellulaire.

8. Immunoprécipitation d’ARN (RIP)

   • Analyse de l’interaction entre circPTP4A2 et mir-20b-5p et YTHDF1 dans les cellules.

9. Expérience de pull-down d’ARN

   • Vérification supplémentaire de la liaison entre mir-20b-5p et YTHDF1.

10. Essai de gène rapporteur à double luciférase

    • Vérification des sites de liaison entre mir-20b-5p et YTHDF1.

11. PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR)

    • Détection des niveaux d’expression des ARN cibles.

12. Western blot

    • Détection de l’expression des protéines pertinentes chez les souris et les cellules, y compris TIMP2 et les protéines liées à la voie NF-κB.

Résultats de la recherche

1. Expression de circPTP4A2 et mir-20b-5p

   • L’expression de circPTP4A2 était significativement régulée à la hausse dans le plasma des patients atteints d’AVC ischémique, tandis que celle de mir-20b-5p était significativement régulée à la baisse.

2. Effet de la réduction de circPTP4A2 sur les lésions cérébrales induites par MCAO/R chez les souris

   • La coloration TTC a montré que la réduction de circPTP4A2 pouvait diminuer le volume de l’infarctus cérébral induit par MCAO/R chez les souris et réduire les lésions neurologiques.
   • L’immunofluorescence et l’analyse par Western blot ont montré que la réduction de circPTP4A2 pouvait favoriser la polarisation M2 des cellules microgliales, réduire l’expression des marqueurs M1 (iNOS, CD16) et augmenter l’expression des marqueurs M2 (Arg1, CD206).

3. circPTP4A2 régule l’expression de YTHDF1 via mir-20b-5p

   • La validation par des essais de gène rapporteur à double luciférase, de pull-down d’ARN et de RIP a montré que circPTP4A2 agit comme une éponge pour mir-20b-5p, régulant l’expression de YTHDF1.
   • Les résultats expérimentaux ont montré que la réduction de circPTP4A2 ou de YTHDF1 pouvait diminuer l’expression de TIMP2 et inhiber l’activation de la voie NF-κB.

4. mir-20b-5p régule la polarisation des cellules microgliales induite par OGD/R en contrôlant TIMP2

   • La surexpression de mir-20b-5p peut favoriser la polarisation M2 des cellules microgliales et réduire l’expression de TIMP2, un effet qui peut être inversé par la surexpression de TIMP2.

Conclusion et signification

Cette étude a découvert pour la première fois que circPTP4A2 favorise la polarisation des cellules microgliales vers le phénotype M2 dans le processus de l’AVC ischémique en inhibant mir-20b-5p et en régulant ainsi l’expression de YTHDF1, réduisant l’inflammation neuronale et atténuant les lésions neurologiques. Cette découverte fournit une base théorique pour de nouvelles stratégies de traitement de l’AVC ischémique, où circPTP4A2, mir-20b-5p et YTHDF1 peuvent servir de cibles thérapeutiques potentielles.

Points forts de la recherche

1. Nouvel axe de régulation découvert

   • La découverte de l’axe circPTP4A2/mir-20b-5p/YTHDF1/TIMP2 révèle un nouveau mécanisme de polarisation des cellules microgliales.

2. Applications cliniques potentielles

   • Cette étude fournit une base pour le développement de nouvelles stratégies de traitement de l’AVC ischémique, circPTP4A2 pouvant devenir une cible pour les futurs traitements.

3. Conception expérimentale riche

   • La combinaison de modèles in vivo et in vitro a vérifié la cohérence de différentes méthodes expérimentales, augmentant la fiabilité des conclusions.