环状RNA作为心房颤动预测生物标志物的生物信息学分析与验证研究

本研究针对心房颤动(AF)发病机制不清、缺乏有效预测标志物的问题，通过高通量测序技术对瓣膜性心脏病患者的左心耳组织进行环状RNA(circRNA)测序分析，鉴定出3338个差异表达circRNA，构建了包含16个circRNA、11个miRNA和15个mRNA的ceRNA竞争性内源RNA网络。研究发现circRNA_00324等8个circRNA具有优异诊断效能(AUC最高达0.9320)，其调控的钾通道复合体、钙重吸收等通路为AF治疗提供新靶点。该成果发表于《Human Genomics》，为AF早期诊断和精准治疗奠定理论基础。

　　

心房颤动这个"21世纪心血管流行病"正困扰着全球5970万患者，其导致的卒中、心衰等并发症严重威胁人类健康。尽管药物治疗不断进步，但窦性心律维持困难、药物副作用等问题始终悬而未决。更棘手的是，AF发生发展的分子机制仍如"黑箱"，特别是近年来发现的环状RNA(circRNA)这种特殊非编码RNA，在心血管疾病中的作用几乎空白。这些闭合环状分子因其独特结构抵抗RNA酶降解，能作为"分子海绵"吸附microRNA，还能编码功能蛋白，但它们在AF中究竟扮演什么角色？能否成为新型诊断标志物？这些问题亟待解答。

济宁医学院附属医院心血管内科的研究团队在《Human Genomics》发表重要成果，他们通过对瓣膜性心脏病患者的左心耳组织进行circRNA测序，结合生物信息学分析和实验验证，首次系统揭示了AF相关circRNA特征谱及其ceRNA调控网络，并筛选出8个具有临床诊断价值的circRNA标志物。这项研究为解开AF发病的"分子密码"提供了全新视角。

研究采用circRNA测序技术对4例AF和4例窦性心律(SR)患者的左心耳组织进行分析，通过CIRI2软件鉴定circRNA，使用DEGseq筛选差异表达circRNA。构建ceRNA网络时，采用miRanda预测circRNA-miRNA互作，MuTaME方法计算ceRNA评分。qPCR验证选用GAPDH作为内参，ROC曲线评估诊断效能。外周血验证队列包含21例AF和21例SR患者。

研究结果部分首先通过"Characterization of human circRNAs"展示测序质量：获得109.46Gb高质量数据，RNA完整性数(RIN)达8.4-8.9，鉴定出19,319个circRNA，其中89.14%为sense-overlapping类型。PCA分析显示AF与SR组明显分离。"Expression profiles of circRNAs"部分揭示3338个差异circRNA(2147个上调，1191个下调)，火山图和热图直观展示表达差异。

"Construction of the ceRNA network"部分构建了包含16个circRNA、11个miRNA和15个mRNA的调控网络，如circRNA_18422与hsa-miR-302b-3p、VDR形成调控轴。"Functional enrichment analyses"显示关键基因富集于延迟整流钾通道活性(GO:0005251)、钙离子稳态(GO:0006874)等过程，KEGG通路涉及破骨细胞分化(hsa04380)和原发性免疫缺陷(hsa05340)。

"Validation of key circRNAs"部分通过qPCR证实circRNA_00324等8个circRNA在组织中的表达趋势与测序一致。外周血验证显示这些circRNA在AF患者中显著差异表达，ROC曲线分析表明circRNA_18422诊断效能最优(AUC=0.9320)，circRNA_00324次之(AUC=0.9138)。

结论部分指出，该研究首次系统描绘了AF相关circRNA表达谱，阐明其通过调控KCNA6(钾通道)、STC2(钙通道)等靶点参与电重构的分子机制。发现的8个circRNA标志物为AF无创诊断提供新工具，构建的ceRNA网络揭示维生素D反应、氧化应激等新调控轴，为AF精准治疗开辟新途径。研究局限性包括样本量较小、未进行体内功能验证等，未来需通过动物实验进一步阐明circRNA在AF中的因果作用。

这项由Manman Wang、Yuanyuan Chen等学者完成的研究，将非编码RNA研究推向新高度。其创新性在于：首次将circRNA测序技术应用于AF研究，突破性地发现circRNA不仅可作为诊断标志物，更通过复杂ceRNA网络调控离子通道和钙信号——这正是AF电重构的核心环节。这些发现为理解AF发病机制提供了"RNA调控层"的新视角，也为开发circRNA靶向疗法奠定基础，具有重要的临床转化价值。