血管重塑是某些心血管疾病（CVDs）的常見病理表現，如動脈粥樣硬化（AS）、高血壓和血管成形術后再狹窄。為響應危險刺激，血管平滑肌細胞（VSMCs）在不同的生物過程中發生改變，包括表型轉換、增殖和凋亡。這些改變往往會通過血管重塑導致動脈管腔變窄或結構異常，從而顯著增加危及生命的心肌梗塞和中風的風險。因此，闡明VSMC重塑過程中的潛在分子機制對于改善CVDs的診斷和治療至關重要。
非編碼RNAs（ncRNAs）構成了哺乳動物轉錄組的大部分。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、穩定性差和保守性差，因此它們作為治療藥物或靶點的臨床應用仍然面臨重大挑戰。隨著技術的進步，環狀RNAs（circRNAs）是近年來被廣泛認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生，形成具有高度跨物種保守性的高度外切酶抗性和細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，特別是在大腦發育和癌癥中。有一些研究已經在血管重塑的背景下探索了circRNAs，但大多數僅限于體外，而不是臨床相關的疾病模型。
此外，對于circRNAs在重塑血管中的作用機制的理解還不完全，因為以往的研究主要集中在它們作為miRNA海綿在基因調控中的作用。近日，The Journal of Clinical Investigation（IF14.808）期刊在線發表了題為Circular RNA circEsyt2 regulates vascular smooth muscle cell remodeling via splicing regulation的研究論文。報道了在動脈粥樣硬化小鼠模型中發現的一種潛在的新型circRNA circEsyt2，其通過改變RNA剪接來調節血管重塑，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3個月的ApoE–/–小鼠中獲得帶有斑塊的主動脈作為實驗組；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個轉錄本最初被預測為circRNAs。其中5149個轉錄本包含不少于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超過2倍，包括174個上調和16個下調的circRNAs。為了獲得更準確的結果，研究人員使用4種流行算法對原始circRNA-Seq數據進行反復預測分析，并對目標分子進行表征驗證。結果鑒定了一個新型circRNA circEsyt2，其表達在血管重塑期間上調，并且發現circEsyt2廣泛分布在小鼠VSMCs的細胞質中。
Fig1. 基于小鼠動脈粥樣硬化主動脈的circRNA表達譜鑒定circEsyt2
血管平滑肌細胞（VSMC）的功能缺失性和獲得性突變分析表明，circEsyt2增強了細胞增殖和遷移，并抑制了細胞凋亡和分化。此外，體內沉默circEsyt2減少了新生內膜的形成，而過表達circEsyt2增強了受傷頸動脈中的新生內膜增生，證實了其在血管重塑中的作用。
Fig2. circEsyt2敲低對體內動脈血管重塑的影響
最后，使用無偏蛋白-RNA篩選和分子驗證，研究人員發現circEsyt2直接與RNA剪接因子PCBP1（polyC結合蛋白1）相互作用，并調節PCBP1在細胞內的定位。此外，circEsyt2沉默通過PCBP1-U2AF65相互作用顯著增強了p53β剪接，導致p53靶基因（cyclin D1、p21、PUMA和NOXA）表達的改變和VSMCs增殖的減少。
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Fig3. circEsyt2通過PCBP1調控p53β剪接從而調節血管重塑的機制
總之，本研究通過高通量篩選在多個層面（包括細胞、動物和臨床標本）全面驗證了circEsyt2在血管重塑中的作用。研究發現，在circEsyt2沉默或過表達后，p53通路下游靶標的表達顯著改變，而circEsyt2被發現直接結合并抑制剪接調節因子PCBP1的核轉位。進一步的研究表明，總p53沒有發生改變，但其剪接異構體P53β的表達顯著增加。研究結果還表明，circEsyt2可以發揮類似于“分子開關”的作用，通過結合并影響PCBP1的核轉位，進而調節p53的可變剪接和p53β的產生，從而直接影響VSMC表型轉換和血管重塑。
原文鏈接：https://www.jci.org/articles/view/147031
本研究實驗涉及到的circRNA測序與生信分析服務、siRNA產品、莖環法miRNA qRT-PCR試劑盒、
基因特異性引物、（circRNA、18S、U6）FISH探針及FISH試劑盒、生物素標記RNA探針
均由銳博生物提供！
