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作者及研究机构
本研究的主要作者包括Ping Sun、Kai Zhang、Sulaiman H. Hassan、Xuejing Zhang、Xuelian Tang、Hongjian Pu、R. Anne Stetler、Jun Chen和Ke-Jie Yin。研究机构为匹兹堡大学医学院脑疾病与康复研究所（Pittsburgh Institute of Brain Disorders and Recovery）和美国退伍军人事务部匹兹堡医疗系统的老年研究、教育与临床中心（Geriatric Research, Education and Clinical Center）。研究发表于2020年4月10日的《Circulation Research》期刊。
学术背景
缺血性中风（ischemic stroke）是导致死亡和残疾的主要原因之一，约占所有中风病例的87%。尽管临床治疗手段（如组织纤溶酶原激活剂（tPA）介导的溶栓和血管内血栓切除术）在急性期取得了一定进展，但长期神经功能恢复的治疗手段仍然有限。血管生成（angiogenesis）是指从现有血管中生成新血管的过程，研究表明，中风后的脑血管生成有助于改善神经功能恢复，促进脑组织修复和血管重塑。然而，血管生成的调控机制尚不完全清楚。微小RNA（microRNAs, miRNAs）作为一类内源性非编码小RNA分子，在基因表达调控中发挥重要作用，特别是在细胞增殖、分化、代谢和免疫反应中。本研究聚焦于miR-15a/16-1簇，探讨其在内皮细胞（endothelial cells, ECs）中对缺血性脑血管生成和长期神经功能恢复的调控作用。
研究流程
本研究分为多个步骤，旨在阐明miR-15a/16-1簇在内皮细胞中的功能及其机制。
1. 动物模型构建：研究者通过将miR-15a/16-1flox/flox小鼠与VE-cadherin Cre小鼠杂交，构建了内皮细胞特异性miR-15a/16-1条件敲除小鼠（EC-miR-15a/16-1 CKO）。这些小鼠在生理条件下表现出正常的生长、行为和繁殖能力。
2. 中风模型建立：对EC-miR-15a/16-1 CKO小鼠和野生型（WT）小鼠进行1小时大脑中动脉闭塞（middle cerebral artery occlusion, MCAO）和28天再灌注（reperfusion）实验，模拟缺血性中风。
3. 行为学测试：通过足部错误测试、旋转棒测试和粘性胶带移除测试评估小鼠的运动功能恢复，并通过莫里斯水迷宫测试评估其认知功能恢复。
4. 组织学分析：使用CD31免疫染色和Brdu标记技术，检测小鼠脑部微血管的生成和重塑情况。
5. 分子机制研究：通过qPCR和Western blot分析，检测miR-15a/16-1簇及其下游促血管生成因子（如VEGFA、FGF2及其受体VEGFR2和FGFR1）的表达变化。
6. 体外实验：利用小鼠和人类脑微血管内皮细胞（MBMECs和HBMECs）进行体外血管生成实验，验证miR-15a/16-1簇的功能。
7. 数据统计与分析：所有数据均通过统计学方法进行分析，包括t检验、ANOVA等。
主要结果
1. 内皮细胞特异性miR-15a/16-1敲除改善中风后神经功能恢复：EC-miR-15a/16-1 CKO小鼠在MCAO后表现出显著的运动和认知功能恢复，脑梗死和萎缩体积显著减少。
2. 促进血管生成和微血管重塑：EC-miR-15a/16-1 CKO小鼠在缺血脑区的血管生成显著增强，新形成的功能性血管数量增加。
3. 上调促血管生成因子表达：miR-15a/16-1敲除显著上调了VEGFA、FGF2及其受体VEGFR2和FGFR1的表达，这些因子在血管生成中发挥关键作用。
4. 体外实验验证：在MBMECs和HBMECs中，miR-15a/16-1敲除显著增强了血管生成相关活动，如细胞增殖、迁移和管状结构形成。
5. 分子机制：miR-15a/16-1通过直接结合VEGFA、FGF2及其受体的3’非翻译区（3’-UTR），抑制其翻译，从而负调控血管生成。
结论
本研究表明，内皮细胞中的miR-15a/16-1簇是缺血性脑血管生成的负调控因子，其敲除能够显著促进血管生成和长期神经功能恢复。这一发现为开发基于miR-15a/16-1的靶向治疗提供了理论依据，可能成为改善中风后恢复的新型治疗策略。
研究亮点
1. 重要发现：首次揭示了miR-15a/16-1簇在内皮细胞中对缺血性脑血管生成的调控作用，并阐明了其分子机制。
2. 方法创新：通过内皮细胞特异性敲除小鼠模型和体外实验，系统地验证了miR-15a/16-1的功能。
3. 应用价值：为开发针对miR-15a/16-1的靶向治疗提供了新的思路，具有潜在的临床应用前景。
其他有价值的内容
本研究还发现，miR-15a/16-1的敲除不仅促进了血管生成，还通过上调VEGFA等因子发挥了神经保护作用，进一步增强了其在中风治疗中的潜在价值。此外，研究还验证了miR-15a/16-1在人类内皮细胞中的功能，表明其机制可能具有跨物种的普遍性。