環(huán)狀RNA 在心血管疾病中的作用分析

顏秋文，邵國豐

作者單位： 315040 寧波，寧波市醫(yī)療中心李惠利醫(yī)院

心血管疾?。–VD）是目前世界上發(fā)病率和死亡率最高的疾病之一。盡管在CVD的診斷、治療和預后方面已經(jīng)取得了一些進展，但仍需尋找新的生物診斷標志物和治療方法，以降低CVD的發(fā)病率及死亡率[1-2]。CircRNA 是由套索驅(qū)動環(huán)狀化或內(nèi)含子對驅(qū)動環(huán)狀化形成的RNA 分子環(huán)[3]。與線性RNA 不同，環(huán)狀RNA具有穩(wěn)定的圓形結(jié)構(gòu)，不易被核酸酶降解。自1976年在植物病毒中發(fā)現(xiàn)了第一個circRNA[4]以來，一直被認為只是轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物，沒有重要的生物學功能。然而，最近許多研究表明，circRNA具有重要的生物學功能，其中就包括CVD 的調(diào)控[5]。

1 circRNA 與心肌梗死（MI）

Wu 等[6]發(fā)現(xiàn)MI 導致的心力衰竭中有獨特表達模式的circRNA。Vausort 等[7]發(fā)現(xiàn)circRNA（MICRA）可用于預測MI后3 ～4個月左心室功能障礙。Huang等[8]發(fā)現(xiàn)超級增強子調(diào)控circNfix 的缺失通過抑制Ybx1 泛素依賴性，降解和增加miR-214 活性，促進MI 后心臟的再生修復和功能恢復，因此有可能成為改善MI 預后的一個有前景的治療策略。Wang 等[9]發(fā)現(xiàn)circRNA（MFACR）通過直接靶向和下調(diào)miR-652-3p 調(diào)控心肌細胞（CMs）線粒體分裂和凋亡。在體內(nèi)外，miR-652-3p 直接下調(diào)MTP18，減弱線粒體分裂、CMs 凋亡和MI。MFACR能直接隔離細胞質(zhì)中的miR-652-3p 并抑制其活性。在CMs 和小鼠中MFACR的敲除可減弱線粒體分裂和MI。Zhou等[10]發(fā)現(xiàn)circRNA ACR 能通過Pink1/FAM65B通路的調(diào)節(jié)來抑制自噬減輕心肌缺血/再灌注損傷。Garikipati 等[11]發(fā)現(xiàn)circRNA CircFndc3b 通過FUS/VEGF-A軸調(diào)控MI 后的心臟修復。Wang 等[12]驗證了沉默和過表達的circHIPK3 通過調(diào)控miR-29a 的表達，改變心臟內(nèi)皮細胞增殖、遷移和管道形成。Wang 等[13]還發(fā)現(xiàn)M2 巨噬細胞來源的含circUbe3a 的小細胞外囊泡通過直接靶向miR-138-5p/RhoC 軸促進心肌成纖維細胞的增殖、遷移和表型轉(zhuǎn)化，這可能加劇急性心肌梗死后的心肌纖維化。Cheng等[14]發(fā)現(xiàn)circRNA（POSTN）通過調(diào)控miR-96-5p/BNIP3 軸參與MI 后的心肌損傷和心臟重塑。

2 circRNA 與心肌肥厚

Yang 等[15]發(fā)現(xiàn)circRNA（wwp1）通過下調(diào)ANF 和miR-23a 軸發(fā)揮抑制心肌肥厚的作用。Lim 等[16]發(fā)現(xiàn)circRNA（circSlc8a1）可以作為miR-133a 在CMs中的內(nèi)源性海綿。CircSlc8a1 的敲除可減輕由壓力負荷引起的心肌肥厚[17]。Li等[18]發(fā)現(xiàn)circRNA_000203 通過抑制mir-26b-5p 和miR-140-3p 與Gata4 的結(jié)合加重心肌肥厚。Xu 等[19]發(fā)現(xiàn)circHIPK3作為miR-185-3p 的海綿調(diào)節(jié)心肌肥厚。

3 circRNA 與動脈粥樣硬化

Yang 等[20]發(fā) 現(xiàn) circRNA（circCHFR）在低密度脂蛋白氧化誘導的血管平滑肌細胞（VSMCs）中異常表達。在功能上，寡核苷酸轉(zhuǎn)染沉默的circCHFR可抑制VSMC 的增殖和遷移能力。結(jié)構(gòu)上，生物信息學工具和熒光素酶報告分析表明，circCHFR 作為miR-370 的海綿，而miR-370 能與FOXO1 的3’UTR相結(jié)合。此外，轉(zhuǎn)錄因子FOXO1 可以結(jié)合CCND1 mRNA 的啟動子區(qū)域，促進Cyclin D1 的表達，闡明了circCHFR/miR-370/FOXO1/Cyclin D1 軸在動脈粥樣硬化中可能存在的作用。Hall 等[21]發(fā)現(xiàn)circRNA（Lrp6）作為miR-145 的海綿，具有調(diào)節(jié)VSCMs 的作用，對動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展有重要意義。Song 等[22]研究發(fā)現(xiàn)降低circRNA（ANRIL）的表達可減少VSMCs的凋亡和炎癥因子表達，從而達到預防冠狀動脈粥樣硬化。Zhang等[23]發(fā)現(xiàn)hsa_circ_0003204通過miR-370-3p/TGF R2/phosph-SMAD3 軸抑制動脈粥樣硬化中內(nèi)皮細胞的增殖、遷移和管路形成。Zeng 等[24]發(fā)現(xiàn)circRNA（MAP3K5）是10 ～11 染色體移位-2（TET2）介導的VSMCs 分化的主要調(diào)控因子。針對CircMAP3K5/miR-22-3p/TET2 軸的研究可能為動脈粥樣硬化在內(nèi)的內(nèi)膜增生相關疾病提供一種潛在的治療策略。Yu 等[25]發(fā)現(xiàn)Hsa_circ_0030042 通過靶向eIF4A3調(diào)控異常自噬，保護動脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性。Xu 等[26]發(fā)現(xiàn)circDENND1B 通過miR-17-5p/Abca1 軸促進膽固醇外排，參與白細胞介素1B單克隆抗體的抗動脈粥樣硬化作用。

4 circRNA 與肺動脈高壓（PH）

Wang 等[27]使用circRNA 芯片分析來檢測PH 缺氧誘導小鼠肺中circRNA 的差異表達譜，共鑒定出23個顯著上調(diào)的和41個顯著下調(diào)的circRNA。利用生物信息學工具構(gòu)建circRNA - miRNAmRNA 網(wǎng)絡，通過GO 和KEGG 富集分析獲得推測的功能和通路，最后發(fā)現(xiàn)circRNA 的失調(diào)可能在缺氧誘導的PH 發(fā)病機制中發(fā)揮關鍵作用。Jiang 等[28]發(fā)現(xiàn)circRNA（Calm4）通 過 Circ-Calm4/miR-124-3p/PDCD6 軸調(diào)節(jié)缺氧誘導肺動脈平滑肌細胞（PASMCs）焦亡，該發(fā)現(xiàn)有助于PH 的治療。Guo 等[29]發(fā)現(xiàn)circRNA（ATP2B4）通過miR-223/ATR 軸促進PASMCs 的低氧誘導增值和遷移。miR-223 水平的恢復可能是治療PH 的有效方法。Zhou 等[30]研究發(fā)現(xiàn)hsa_circ_0016070 在PH 的血管重構(gòu)中通過miR-942/CCND1 軸促進PASMCs 的增殖。因此，has_circ_0016070 可能作為一種新的生物標志物用于PH 的診斷和治療。Jin 等[31]發(fā)現(xiàn)hsa_circNFXL1_009 是PH 的關鍵調(diào)控因子，可能作為治療PH的潛在靶點。

5 circRNA 與心臟瓣膜鈣化

Wang 等[32]發(fā)現(xiàn)褪黑素在體內(nèi)外通過CircRIC3/miR-204-5p/DPP4 軸介導的對瓣膜間質(zhì)細胞成骨分化的抑制作用來抑制主動脈瓣的鈣化。Yu 等[33]發(fā)現(xiàn)CircRNA TGFBR2/MiR-25-3p/TWIST1 軸調(diào)節(jié)人主動脈瓣間質(zhì)細胞，可以延緩主動脈瓣鈣化的進展。

6 circRNA 與心房顫動（AF）

Zhang 等[34]發(fā)現(xiàn)circRNA 相關的競爭性內(nèi)源性RNA（ceRNA）網(wǎng)絡可能通過改變鈣離子和心肌收縮來影響非瓣膜性持續(xù)性AF（NPAF）的發(fā)生。CeRNA網(wǎng)絡顯示，NPAF 中失調(diào)的circRNA 可能參與了hsa-miR-208b 和hsa-miR-21的調(diào)控。該研究首次介紹了NPAF 中circRNA 相關的ceRNA 網(wǎng)絡，這可能對AF 的發(fā)病機制有潛在的影響。Hu 等[35]研究了circRNA 在風濕性心臟病伴AF患者中的基因表達譜。Zhang 等[36]研究首次揭示了AF 患者和非AF 患者左、右心耳中circRNA 的表達譜，并對心耳中差異表達的circRNA 進行了鑒定、分析和驗證。Ruan 等[37]發(fā)現(xiàn)AF 患者中存在差異表達的5個上調(diào)的和11個下調(diào)的circRNA被認為與AF相關，差異表達的circRNAs 可能與miRNAs 存在調(diào)控網(wǎng)絡。Liu等[38]發(fā)現(xiàn)了兩個房顫相關的ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡 has-circ-100053-hsamiR-455-5p-TRPV1 和hsa-circ-005843-hsa-miR-188-5p-SPON1。Wu 等[39]發(fā)現(xiàn)mmu_circ_0005019 在AF發(fā)生過程中發(fā)揮了保護作用，并可能成為AF 治療的一個有吸引力的候選靶點。Chao 等[40]通過生信分析構(gòu)建了circRNA-miRNAmRNA 調(diào)控網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)了自噬相關基因以及相關circRNA 在AF 中發(fā)揮的潛在作用。Gao 等[41]發(fā)現(xiàn)hsa_circ_0004104可能通過靶向MAPK 和TGF- 通路促進心肌纖維化，是持續(xù)性AF 的潛在調(diào)控因子和生物標志物。

7 總結(jié)和展望

circRNA 與CVD 相關的研究日益增多，且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多個circRNA 在CVD 中發(fā)揮重要作用。然而，目前的研究仍有一定的局限性。首先，目前的大部分實驗篩選出的circRNA 多是通過RNA 測序獲得，需進一步驗證，包括對目標環(huán)狀的敲除和過表達等。其次，目前的實驗大多仍停留在基因、細胞層面，以后仍需通過組織和動物實驗進一步驗證，才能應用于臨床。最后，circRNA 在CVD中的作用是不可估量的，希望今后的研究可以發(fā)現(xiàn)更多的作用，為疾病的診斷及治療帶來新的策略。