神经干细胞是一类能不断自我更新并具有多向分化潜能的多能干细胞。中枢神经系统的各类细胞,包括神经元、星形胶质细胞和寡突胶质细胞,都是由神经干细胞分化而来,然而调控其细胞命运的分子机制目前还不是非常清楚。微小核糖核酸(microRNA,miRNA)是一类长约22个核苷酸的非编码RNA,它们通过与信使RNA的3’非编码区结合,在转录后水平调控目的基因的表达。在哺乳动物胚胎发育时期,大脑内有大量miRNAs的表达,提示miRNAs在中枢神经系统的发育过程中以及对神经干细胞命运的调控过程中发挥了重要的功能。在我的第一部分研究工作中,我们首先检测了小鼠大脑皮层在不同发育时期miRNAs的表达情况。我们发现miR-17家族的miRNAs在大脑皮层发育早期表达量都很高,而且随着发育的进程,表达量逐渐降低。进一步的研究发现,miR-17家族中属miR-17-5p表达量最高,而且随着发育的进程,在神经发生的主要区域室管膜区/室管膜下区,它的表达也逐步降低。然后我们又发现,除了能促进神经干细胞增殖外,miR-17-5p还能促进神经干细胞向神经元方向分化,抑制其向星形胶质细胞方向分化。最后,我们证明了 miR-17-5p对神经干细胞命运的调节主要是通过靶向于骨形成蛋白Ⅱ型受体(BMPR2)抑制掉BMP信号通路实现的。我的第二部分工作主要是针对miRNAs干预神经干细胞移植治疗中枢神经系统疾病的研究。根据以往的报道,在神经干细胞移植治疗神经系统疾病或者损伤的研究中,神经干细胞分化形成神经元的比例不高,影响了移植后的治疗效果。由于神经系统发生疾病或者损伤以及细胞移植都会造成神经炎性反应,引起内源性胶质细胞的激活,释放细胞因子如白血病抑制因子(LIF)、睫状神经营养因子(CNTF)等。而上述因子信号通路的激活会诱使神经干细胞向星形胶质细胞方向分化,抑制神经元的产生。我们发现miR-17-92基因簇可以抑制LIF、CNTF信号通路中多个关键蛋白的表达,阻断相关信号通路的激活。我们用体外原代细胞实验以及以创伤性脑损伤为模型的在体实验,分别证明了在神经干细胞中过表达miR-17-92基因簇后,可以通过抑制炎性细胞因子相关的JAK/STAT信号通路,阻断其对神经干细胞分化的影响,提高神经元的比例。综上所述,我们不仅证明了 miR-17家族成员能在大脑皮层发育过程中调节神经干细胞的增殖和分化,在神经系统的发育过程中扮演着重要的角色;同时也证明了利用过表达miR-17-92基因簇的神经干细胞去移植治疗脑损伤,可以得到更高比例的神经元,改善细胞移植治疗的效果。该研究不仅有助于我们进一步地了解miRNAs参与调节神经系统发育的机制,也为利用神经干细胞移植治疗神经系统疾病和损伤提供了新的思路。