哮喘是最常見的慢性疾病之一。世界衛生組織預測，哮喘影響著全世界大約3.34億人。氣道壁重塑的特點是組織成分的結構改變，包括黏液細胞化生、氣道上皮細胞重塑、平滑肌肥大、增生、基底膜增厚和上皮下纖維化等。哮喘是復雜的基因-環境相互作用的結果，迫切需要鑒定可用于診斷、表征和理解這種疾病的無創生物標志物。這些生物標志物將通過表型分析和預測患者對治療的反應來對患者進行分層。
環狀RNAs（circRNAs）是內源性非編碼RNAs的一個新亞群，其通過反向剪接形成共價閉合環，沒有5′-cap或3′-poly(A)尾。circRNAs的特點是組織特異性和結構穩定性。它們通過滴定microRNA（miRNA）、與RNA結合蛋白（RBP）相互作用以及干擾pre-mRNA加工來調節基因表達。最近的報道表明，在癌癥、免疫應答、神經退行性疾病和心血管疾病中檢測到異常的circRNA表達。最近的一些研究強調了環狀RNAs在哮喘中的重要性，但circRNAs在哮喘杯狀細胞化生中的作用仍然未知。
反向剪接對于circRNA的生物發生至關重要，并受到典型剪接體機制的調節，這些機制受環形成外顯子側翼的內含子互補序列、核心剪接體復合物和RBPs的調節。重要的是，Muscleblind和Quaking等剪接因子會與circRNAs的側翼內含子相互作用，以促進circRNAs的反向剪接。
近日，Journal of Allergy and Clinical Immunology（IF10.793）期刊在線發表了題為CircZNF652 promotes the goblet cell metaplasia by targeting the miR-452-5p/JAK2 signaling pathway in allergic airway epithelia的研究論文。報道了在哮喘兒童和過敏性氣道炎癥小鼠模型的氣道上皮細胞中均特異性高表達的circZNF652（hsa_circ_0000782），并揭示了其高表達通過激活miR-452-5p/JAK2/STAT6信號通路促進支氣管杯狀細胞化生和粘液分泌過多的機制，為哮喘氣道重塑的治療干預提供了潛在方法。
首先，研究人員通過轉錄組微陣列分析確定了6對BALFs（支氣管肺泡灌洗液）中的circRNAs表達譜，以識別和區分哮喘和FBA（異物吸入）中差異表達的circRNAs。結果顯示在哮喘患兒和異物吸入患兒的支氣管肺泡灌洗液中有160個circRNAs差異表達，包含52個circRNAs顯著上調，108個circRNAs顯著下調。其中，circZNF652主要在哮喘兒童和過敏性氣道炎癥小鼠模型的氣道上皮細胞中表達并顯著上調。
Fig1. CircRNA表達譜將circZNF652識別為哮喘的潛在調節因子
隨后，研究人員通過定qRT-PCR、RNA熒光原位雜交、Western blot、RNA pull-down和RNA免疫沉淀分析研究circZNF652介導的杯狀細胞化生的作用和機制。結果表明circZNF652通過充當miR-452-5p的海綿，釋放JAK2（Janus激酶2）的表達，進而激活過敏性氣道上皮細胞中的JAK2/STAT6（信號轉導和轉錄激活因子6）信號通路，從而促進杯狀細胞化生。此外，剪接因子ESRP1（上皮剪接調節蛋白1）通過與circZNF652側翼內含子結合，促進過敏性氣道上皮重塑中的杯狀細胞化生，從而加速了其生物發生。
Fig2. 作用機制模型示意圖
此外，研究人員在過敏性氣道炎癥小鼠模型和哮喘兒童模型中探討了circZNF652和miR-452-5p在過敏性氣道上皮重塑中的作用。結果顯示體內使用in vivo siRNA敲低circZNF652的表達減弱了過敏性氣道炎癥中的杯狀細胞化生。此外，使用MiR-452-5p antagomir可顯著誘導炎癥細胞數量，并消除si-circZNF652對OVA（卵白蛋白）刺激小鼠炎癥細胞數量的負作用。一致的，miRNA-452-5p antagomir顯著增加了氣道高反應性，并有力地消除了si-circZNF652對OVA刺激的氣道高反應性的負作用。暗示阻斷circZNF652或激動miR-452-5p可作為哮喘氣道重塑治療干預的潛在方法。
Fig3. CircZNF652-miR-452-5p在OVA誘導的過敏性氣道炎癥小鼠模型中調節杯狀細胞化生
總之，本研究結果表明，過敏性支氣管上皮中circZNF652表達上調通過激活miR-452-5p/JAK2/STAT6信號通路促進杯狀細胞化生；因此，阻斷circZNF652或激動miR-452-5p 為過敏性氣道炎癥中上皮重塑的治療干預提供了一種替代方法。
原文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0091674922001294
本研究使用到的動物用circRNA siRNA、動物用miRNA antagomir、FISH探針&試劑盒、mimic、inhibitor、生物素標記的circRNA探針等均由銳博生物提供！
