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大脑调节机体的感觉、运动、认知、情绪、基础代谢等各方面功能,其发育和功能需要结构完整、功能稳定的循环系统。脑部血管完整性的破坏会产生严重的健康问题,是导致死亡的主要原因之一。脑部血管内皮细胞之间通过紧密与粘附连接蛋白,紧密连接在一起,并与血管周围的周细胞、星形胶质细胞及神经元一起维持了脑血管的完整性,维持大脑微环境的稳定。研究表明,在成年的小鼠中,神经系统可通过神经活动来调节脑血管的完整性。然而,我们目前还不清楚,在发育过程中,神经系统是否以及如何调节脑部血管的完整性。利用斑马鱼为模式动物,结合活体和离体实验手段,我们发现,神经元能够通过释放包含有miR-132的外分泌体来调节脑部血管的完整性。下调miR-132会降低血脑屏障关键蛋白VE-cadherin(又称Cdh5)的表达,引起脑血管完整性的破坏,导致严重的脑部出血。特异性下调血管内皮细胞中的miR-132可导致同样的表型,表明内皮细胞中的miR-132具有调节血管完整性的重要作用。通过microarray实验和序列预测,并结合报告基因实验,发现eukaryotic elongation factor2kinase(eEF2K)是miR-132的直接下游靶基因。上调和下调eEF2K则可分别模拟或减轻miR-132下调所导致的表型。更重要的是,特异性下调神经元中的miR-132同样会破坏脑血管的完整性,导致脑部出血;并且改变神经元中miR-132的表达水平可导致血管内皮细胞中miR-132水平发生相应的变化。进一步地,结合离体实验,发现高表达miR-132的神经元可通过外分泌体(exosome),将携带的miR-132转移到血管内皮细胞中,从而影响内皮细胞中miR-132水平。本博士论文工作表明,神经元可通过释放含有miR-132的外分泌体进入血管内皮细胞,从而调节脑血管的完整性。该发现揭示了神经元和血管内皮细胞联系的一种新方式,为理解神经系统如何调节血脑屏障功能提供了新的认识。