2017年4月21日， 國際學術權威刊物自然出版集團旗下子刊《Cell Research》雜誌線上發表了中科院神經科學研究所、中科院腦科學與智慧技術卓越創新中心、神經科學國家重點實驗室杜久林研究組題為《神經元通過釋放含有miR-132的外泌體調節腦部血管完整性》的研究論文。 該研究發現， 神經元通過釋放外泌體向腦血管內皮細胞中運輸神經元高表達的miR-132， 進而通過靶向eef2k維持VE-cadherin的高表達， 從而起到調節腦血管完整性的作用。 該工作揭示了神經元調節腦血管發育的新機制， 並首次發現了外泌體介導的這種神經-血管調節方式。
組成大腦毛細血管的血管內皮細胞通過形成緊密連接， 以及和周圍的周細胞和星形膠質細胞相互作用， 形成血腦屏障。 血腦屏障精細控制血液和腦組織的物質交換， 維持腦內微環境的穩定。 腦血管完整性的破壞會導致或加劇一系列的神經系統疾病。 在腦血管發育領域中， 之前的研究發現腦血管發育相對于外周血管而言， 存在很多的特異性， 但我們對於神經系統是如何調節腦血管發育及血腦屏障的形成還不清楚。
為了研究神經系統是如何調節腦血管發育的， 研究人員運用斑馬魚為模型， 首先檢測了神經元高表達的miR-132在腦血管發育中的作用。
為了檢測腦血管完整性破壞的細胞和分子機制， 研究人員檢測了對於維持腦血管完整性至關重要的血管內皮細胞間的連接蛋白、胞吞轉運及周細胞的覆蓋， 發現血管內皮細胞連接蛋白(VE-cadherin)和它的胞內作用蛋白β-catenin參與了miR-132對腦血管完整性的破壞， 而胞吞轉運和周細胞並不參與其中。 通過特異性下調神經元的miR-132， 發現神經元的miR-132對於維持腦血管完整性是必須的。
重要的是， 研究發現上調或下調神經元中miR-132的水準會導致血管內皮中miR-132水準發生相應的改變， 同時特異性下調血管內皮細胞中的miR-132的水準也導致VE-cadherin表達的下降及腦血管完整性的破壞。
最後， 通過microarray檢測發現真核生物延長因數2激酶(eukaryotic elongation factor 2 kinase, eef2k)是miR-132的直接下游靶基因， 並介導了miR-132對VE-cadherin的表達及腦血管完整性的調節。
該工作發現了miR-132在腦血管發育中新功能， 並揭示了外泌體作為腦血管完整性的神經調節的一個新的載體。 該發現為之後神經元外泌體介導的神經血管相互作用的研究提供了新的方向。
A) 3天斑馬魚幼魚腦血管網路的共聚焦圖像， 其中eGFP(綠色)標記血管內皮細胞， tdTomato(紅色)標記神經元。
B) 機制模型：神經元釋放含有miR-132的外泌體， 並被腦血管內皮細胞吞噬。 在血管內皮細胞中miR-132通過靶向並抑制eef2k的表達， 進而上調Cdh5的表達， 最終促進腦血管完整性的發育。
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原文摘要：
Vascular integrity helps maintain brain microenvironment homeostasis, which is critical for the normal development and function of the central nervous system. It is known that neural cells can regulate brain vascular integrity. However, due to the high complexity of neurovascular interactions involved, understanding of the neural regulation of brain vascular integrity is still rudimentary. Using intact zebrafish larvae and cultured rodent brain cells, we find that neurons transfer miR-132, a highly conserved and neuron-enriched microRNA, via secreting exosomes to endothelial cells (ECs) to maintain brain vascular integrity. Following translocation to ECs through exosome internalization, miR-132 regulates the expression of vascular endothelial cadherin (VE-cadherin), an important adherens junction protein, by directly targeting eukaryotic elongation factor 2 kinase (eef2k). Disruption of neuronal miR-132expression or exosome secretion, or overexpression of vascular eef2kimpairs VE-cadherin expression and brain vascular integrity. Our study indicates that miR-132 acts as an intercellular signal mediating neural regulation of the brain vascular integrity and suggests that the neuronal exosome is a novel avenue for neurovascular communication.