东南大学姚红红组：circRNA HECW2通过调控ATG5以非自噬的作用途径参与内皮间质转化

　　

血脑屏障（BBB）完整性的破坏涉及药物滥用和其他脑部疾病；然而，造成BBB完整性损害的机制尚不清楚。在这种病理状态下，脑微血管内皮细胞失去保护作用，导致BBB损伤。内皮细胞向间质细胞转化（EndoMT）是内皮细胞（ECs）去分化为间充质细胞的动态过程，因此失去了其特定的表型和功能。然而，很少有研究研究EndoMT在药物滥用期间BBB损伤和广泛的神经炎症情况中的潜在作用。

几类非编码RNA参与调节生理和病理生理过程，包括神经发育和可塑性，阿尔茨海默病，心脏衰老，肥大和衰竭以及细胞生长。如miRNA参与许多中枢神经系统病理学，circRNA在大脑中高表达，并参与多种脑部疾病。然而，关于circHECW2是否参与EndoMT仍然未知，需要更广泛的研究。

本研究利用miRNA芯片分析以鉴定用甲基苯丙胺（Meth）处理的人脑微血管内皮细胞（HBMEC）的细胞功能调节中的特定miRNA。结果发现miR-30d的下调在用Meth或脂多糖（LPS）处理的HBMEC中均得到验证。因此，作者考虑通过生信分析的方法预测确定miR-30d的下游目标，并进一步了解miR-30d是否在EndoMT中发挥作用。

材料：人脑微血管内皮细胞（HBMECs），小鼠模型

本研究中作者首先分析了参与血脑屏障完整性相关的EndoMT转变过程的相关miRNA，基于芯片技术筛选后，发现在甲基苯丙胺（Meth）或细菌脂多糖（LPS）刺激的HBMECs细胞模型中，miR-30d显著下调，通过小鼠体内显微注射海马区验证了体内相关性。表明miR-30d下调与HBMECs细胞的EndoMT转变相关。基于生物信息学预测分析及荧光素酶报告实验验证，发现miR-30d靶向ATG5 的3’UTR区。miR-30d过表达将导致ATG5蛋白的下降，反之则ATG5蛋白增加。体外EndoMT模型也证明药物（低浓度LPS、Meth）刺激后会导致ATG5的上调，但所选的实验条件并不激活自噬通路。接下来，后续细胞实验及体内动物模型实验表明药物刺激干扰ATG5的表达后会产生典型的EndoMT变化，表明ATG5在EndoMT过程中确实发挥重要作用。动物模型体内过表达miR-30d以及其他验证试验结果表明，ATG5与EndoMT的转变行为相关，表明miR-30d-ATG5 轴参与调控EndoMT过程。在探索调控miR-30d的可能通路中利用生物信息预测分析找到了circHECW2，实验验证表明circHECW2可以通过竞争性结合miR-30d，增加ATG5的累积，以促进EndoMT过程。已知NOTCH1 / Notch1信号通路参与EndoMT在心脏ECs和肾纤维化中的作用；为了确认该通路是否参与circHECW2-MIR30D-ATG5轴调控的EndoMT，研究者开展了一系列验证实验，结果表明circHECW2充当内源miR-30d的海绵调节NOTCH1信号。

 图 NOTCH1途径参与circHECW2-miR-30d-ATG5轴调控的EndoMT

本研究结果表明circHECW2可通过竞争性结合miR-30d促进ATG5的表达，ATG5以非自噬的作用途径影响EndoMT过程。这些研究结果为理解ATG5在Meth或LPS诱导的EndoMT中的非经典作用提供了新的线索，提供了关于circHECW2在药物滥用和广泛的神经炎症相关疾病的EndoMT过程中脑血管损伤的潜在新治疗策略。

参考文献
Yang L, Han B, Zhang Y, et al. Engagement of circular RNA HECW2 in the nonautophagic role of ATG5 implicated in the endothelial-mesenchymal transition.[J]. Autophagy, 2017:1.

本研究中的miRNA芯片由联川生物提供

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