血管重塑是某些心血管疾?。–VDs）的常見病理表現(xiàn)，如動脈粥樣硬化（AS）、高血壓和血管成形術(shù)后再狹窄。為響應(yīng)危險(xiǎn)刺激，血管平滑肌細(xì)胞（VSMCs）在不同的生物過程中發(fā)生改變，包括表型轉(zhuǎn)換、增殖和凋亡。這些改變往往會通過血管重塑導(dǎo)致動脈管腔變窄或結(jié)構(gòu)異常，從而顯著增加危及生命的心肌梗塞和中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，闡明VSMC重塑過程中的潛在分子機(jī)制對于改善CVDs的診斷和治療至關(guān)重要。
非編碼RNAs（ncRNAs）構(gòu)成了哺乳動物轉(zhuǎn)錄組的大部分。盡管對miRNAs和長鏈ncRNAs（lncRNAs）的研究顯著增加，但由于它們的特異性相對較低、豐度低、穩(wěn)定性差和保守性差，因此它們作為治療藥物或靶點(diǎn)的臨床應(yīng)用仍然面臨重大挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，環(huán)狀RNAs（circRNAs）是近年來被廣泛認(rèn)識的一類具有重要意義的ncRNAs。一般來說，circRNAs是通過3’到5’外顯子末端的反向剪接產(chǎn)生，形成具有高度跨物種保守性的高度外切酶抗性和細(xì)胞類型特異性的共價閉合分子。此外，越來越多的研究表明，它們在許多生物和病理過程中具有重要的功能，特別是在大腦發(fā)育和癌癥中。有一些研究已經(jīng)在血管重塑的背景下探索了circRNAs，但大多數(shù)僅限于體外，而不是臨床相關(guān)的疾病模型。
此外，對于circRNAs在重塑血管中的作用機(jī)制的理解還不完全，因?yàn)橐酝难芯恐饕性谒鼈冏鳛閙iRNA海綿在基因調(diào)控中的作用。近日，The Journal of Clinical Investigation（IF14.808）期刊在線發(fā)表了題為Circular RNA circEsyt2 regulates vascular smooth muscle cell remodeling via splicing regulation的研究論文。報(bào)道了在動脈粥樣硬化小鼠模型中發(fā)現(xiàn)的一種潛在的新型circRNA circEsyt2，其通過改變RNA剪接來調(diào)節(jié)血管重塑，從而提供了可能對未來CVDs研究有用的新見解。
為了鑒定動脈粥樣硬化組織中與血管重塑相關(guān)的circRNAs，研究人員使用ApoE敲除（ApoE–/–）小鼠作為模型，將從高脂飲食喂養(yǎng)3個月的ApoE–/–小鼠中獲得帶有斑塊的主動脈作為實(shí)驗(yàn)組；將WT C57BL/6J和ApoE–/–小鼠的樣本作為對照組。CircRNA-seq分析顯示，總共有20532個轉(zhuǎn)錄本最初被預(yù)測為circRNAs。其中5149個轉(zhuǎn)錄本包含不少于2個不同的反向剪接片段，這是將其鑒定為circRNAs的先決條件。值得注意的是，有190個circRNAs在AS和對照樣本之間的差異表達(dá)超過2倍，包括174個上調(diào)和16個下調(diào)的circRNAs。為了獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果，研究人員使用4種流行算法對原始circRNA-Seq數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)預(yù)測分析，并對目標(biāo)分子進(jìn)行表征驗(yàn)證。結(jié)果鑒定了一個新型circRNA circEsyt2，其表達(dá)在血管重塑期間上調(diào)，并且發(fā)現(xiàn)circEsyt2廣泛分布在小鼠VSMCs的細(xì)胞質(zhì)中。
Fig1. 基于小鼠動脈粥樣硬化主動脈的circRNA表達(dá)譜鑒定circEsyt2
血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）的功能缺失性和獲得性突變分析表明，circEsyt2增強(qiáng)了細(xì)胞增殖和遷移，并抑制了細(xì)胞凋亡和分化。此外，體內(nèi)沉默circEsyt2減少了新生內(nèi)膜的形成，而過表達(dá)circEsyt2增強(qiáng)了受傷頸動脈中的新生內(nèi)膜增生，證實(shí)了其在血管重塑中的作用。
Fig2. circEsyt2敲低對體內(nèi)動脈血管重塑的影響
最后，使用無偏蛋白-RNA篩選和分子驗(yàn)證，研究人員發(fā)現(xiàn)circEsyt2直接與RNA剪接因子PCBP1（polyC結(jié)合蛋白1）相互作用，并調(diào)節(jié)PCBP1在細(xì)胞內(nèi)的定位。此外，circEsyt2沉默通過PCBP1-U2AF65相互作用顯著增強(qiáng)了p53β剪接，導(dǎo)致p53靶基因（cyclin D1、p21、PUMA和NOXA）表達(dá)的改變和VSMCs增殖的減少。
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Fig3. circEsyt2通過PCBP1調(diào)控p53β剪接從而調(diào)節(jié)血管重塑的機(jī)制
總之，本研究通過高通量篩選在多個層面（包括細(xì)胞、動物和臨床標(biāo)本）全面驗(yàn)證了circEsyt2在血管重塑中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，在circEsyt2沉默或過表達(dá)后，p53通路下游靶標(biāo)的表達(dá)顯著改變，而circEsyt2被發(fā)現(xiàn)直接結(jié)合并抑制剪接調(diào)節(jié)因子PCBP1的核轉(zhuǎn)位。進(jìn)一步的研究表明，總p53沒有發(fā)生改變，但其剪接異構(gòu)體P53β的表達(dá)顯著增加。研究結(jié)果還表明，circEsyt2可以發(fā)揮類似于“分子開關(guān)”的作用，通過結(jié)合并影響PCBP1的核轉(zhuǎn)位，進(jìn)而調(diào)節(jié)p53的可變剪接和p53β的產(chǎn)生，從而直接影響VSMC表型轉(zhuǎn)換和血管重塑。
原文鏈接：https://www.jci.org/articles/view/147031
本研究實(shí)驗(yàn)涉及到的circRNA測序與生信分析服務(wù)、siRNA產(chǎn)品、莖環(huán)法miRNA qRT-PCR試劑盒、
基因特異性引物、（circRNA、18S、U6）FISH探針及FISH試劑盒、生物素標(biāo)記RNA探針
均由銳博生物提供！
