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多發性硬化癥(MS)是一種影響全球數百萬人的慢性炎癥性自身免疫性疾病,其特征是髓鞘和少突膠質細胞損傷導致中樞神經系統(CNS)出現脫髓鞘斑塊。目前研究表明,MS的發生發展是自身免疫、病毒感染、遺傳傾向、環境影響和個體易感性等多種因素共同作用的結果,其中自身免疫起關鍵作用,導致廣泛的免疫細胞浸潤到中樞神經系統并引起異常的免疫反應。CD4+ T輔助(Th)細胞,尤其是分泌IL-17的Th細胞17(Th17),是導致MS和實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)(一種MS小鼠模型)的主要發起者和參與者。臨床上,MS患者腦脊液(CSF)中Th17細胞的比例顯著升高;此外,復發期MS患者Th17細胞比例高于緩解期。注入激活的髓鞘反應性CD4+ Th17細胞可誘發EAE,進一步注射IL-17可導致該疾病惡化,而IL-17缺陷小鼠對EAE具有抗性。之前的研究結果表明,在CD4+ na?ve T細胞(CD4+ Tn)轉移的免疫缺陷Rag1?/?小鼠中,抑制Th17分化減輕了EAE,而促進Th17分化加重了EAE。因此,有效調節Th17分化以維持免疫微環境的穩定是預防和治療MS的一種可能策略。

MicroRNAs(miRs)是內源性小非編碼RNAs(ncRNAs),在正常生理和病理條件下通過mRNA降解或翻譯抑制作為基因表達強大的調節因子。近年來,已從外周血、血漿、腦脊液和中樞神經系統中鑒定出許多與MS相關的miRs作為診斷生物標志物和治療靶點。之前的數據表明,體內miR-30a功能障礙導致Th17細胞的異常分化和EAE的病理過程。過表達miR-30a可有效抑制Th17細胞的過度活化,減輕中樞神經系統脫髓鞘病變區的炎癥反應,從而緩解EAE。然而,miR-30a在EAE小鼠和MS患者中表達異常的原因尚不清楚。

最近的研究表明,細胞中許多miRs的水平和功能受到另一種競爭性內源性RNA—環狀RNA(circRNA)的調控,其廣泛分布于真核細胞和外泌體中。CircRNA具有共價閉合連續環結構,由前體mRNA的外顯子或內含子反向剪接形成。越來越多的研究證實,circRNAs通過調節細胞增殖、分化、凋亡、侵襲和轉移,參與了癌癥、心肌梗死、神經退行性疾病和自身免疫性疾病等多種疾病的進展。由于circRNAs富含miRNA結合位點,可以作為miRs的“分子海綿”來調控靶基因的表達。隨著高通量測序和新型生物信息學分析的發展,許多以前未知的circRNAs已被證實在各種疾病中發揮關鍵作用。然而,關于MS中circRNAs的報道很少,并且circRNAs在MS中的功能和機制在很大程度上仍是未知的,需要進一步闡明。

近日,Nature子刊Cellular & Molecular Immunology(IF11.532)期刊發表了一篇題為The circular RNA circINPP4B acts as a sponge of miR-30a to regulate Th17 cell differentiation during progression of experimental autoimmune encephalomyelitis的研究型論文,報道了一個與EAE進展相關的circINPP4B,并揭示了其在實驗性自身免疫性腦脊髓炎進展中調控Th17細胞分化的分子機制,暗示該circRNA可作為Th17介導的MS的潛在診斷和治療靶點。

 

 

本研究中,研究人員使用轉錄組微陣列分析實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)的不同階段,確定了與EAE進展相關的circINPP4B,其在EAE小鼠Th17細胞和體外Th17分化過程中表達上調。

 

Fig1. 鑒定EAE相關的circRNAs

 

然后,研究人員設計了一系列功能和分子實驗來探索circINPP4B的作用和機制。發現circINPP4B的沉默抑制了Th17分化并減輕了EAE,其特征在于脊髓中較少的脫髓鞘和Th17浸潤。機制上,circINPP4B主要位于細胞質中,可充當海綿直接靶向miR-30a以調節Th17分化。表明circINPP4B/miR-30a/IL-21R軸可以在體外和體內調節Th17細胞分化。此外,circINPP4B 水平與臨床復發緩解型MS患者的發展階段相關。

 

Fig2. circINPP4B/miR-30a/IL-21R軸在實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)進展中調控Th17細胞分化的原理模型

 

總之,本研究結果表明circINPP4B通過靶向miR-30a在促進Th17分化和EAE進展中發揮重要作用,這為Th17介導的MS提供了潛在的診斷和治療靶點。

 

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41423-021-00748-y

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本研究中RNA pull down實驗使用到的circRNA生物素標記探針及其NC由銳博生物提供!

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