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心血管疾病发病率和死亡率高,血管平滑肌细胞(VSMCs)自噬异常与血管重塑疾病相关。研究人员探究血小板衍生生长因子 - BB(PDGF - BB)调控的 hsa_circ_0001304(circ - 1304)在血管重塑中的作用。结果发现 circ - 1304 促进 VSMCs 自噬和内膜增生,或为治疗靶点。
在心血管疾病的大舞台上,血管重塑疾病,如动脉粥样硬化和高血压,是危害人类健康的 “大反派”。这些疾病的高发病率和死亡率,让医学研究者们如临大敌。血管平滑肌细胞(VSMCs)作为血管壁的主要组成细胞,其病理变化在血管重塑疾病中起着关键作用,常常与血管内膜增生 “勾结” 在一起。而细胞自噬,这个细胞内的 “清洁小卫士”,在正常情况下能帮助细胞降解受损蛋白或细胞器,维持细胞内环境的稳定。但在心血管疾病中,VSMCs 的自噬却出现了异常,这让情况变得更加复杂。
更棘手的是,目前针对血管重塑疾病的潜在治疗策略中,内膜增生和 VSMCs 自噬之间的关系十分复杂,时而正相关,时而负相关。这就像一团乱麻,让医生们在制定治疗方案时感到迷茫。同时,虽然已经发现了一些调节 VSMCs 自噬的环状 RNA(circRNAs),但仍有大量未知等待探索。在这样的背景下,河北医科大学的研究人员勇敢地挑起了解开谜团的重担,开展了一项关于 PDGF - BB 调控的 hsa_circ_0001304(circ - 1304)在血管内膜增生和 VSMCs 自噬中作用的研究。
这项研究成果发表在《Communications Biology》上,意义重大。它为血管重塑疾病的治疗提供了新的方向,有望帮助医生们找到更有效的治疗方法,拯救更多患者的生命。
研究人员为开展研究,用到了以下几个主要关键技术方法:首先是定量实时聚合酶链反应(qRT - PCR),用于分析相关基因的表达水平;其次是 RNA 荧光原位杂交(RNA FISH)技术,来确定 RNA 在细胞内的定位;还有蛋白质免疫印迹法(Western blot analysis),检测蛋白质的表达情况;另外,双荧光素酶报告基因实验(Dual - luciferase reporter gene assay)用于验证分子间的相互作用;动物实验则建立了小鼠颈总动脉结扎模型,评估 circ - 1304 在体内的作用。
下面来看看具体的研究结果:
- Overexpression of circ - 1304 promotes VSMC autophagy:研究人员通过一系列实验,如 qRT - PCR 分析发现,在 PDGF - BB 刺激的人主动脉平滑肌细胞(HASMCs)中,circ - 1304 水平升高。经多种实验证实了 circ - 1304 的环状结构,且它主要富集在细胞质中。功能实验表明,过表达 circ - 1304 会消耗自噬底物 Sequestosome 1(SQSTM1/p62),促进微管相关蛋白 1 轻链 3β(MAP1LC3B/LC3) - I 向 LC3 - II 的转化,增加自噬泡面积和数量,这些都说明 circ - 1304 能促进 VSMCs 自噬。
- Circ - 1304 promotes VSMC autophagy by sponging miR - 636:由于 circ - 1304 主要位于细胞质且有与 AGO2 蛋白结合的位点,研究人员推测它可能作为 miRNA 海绵发挥作用。通过生物信息学分析构建 circRNA - miRNA - mRNA 网络,发现 circ - 1304 和 YTH N6 - methyladenosine RNA binding protein F2(YTHDF2)的 mRNA 的 3′非翻译区(3′ - UTR)都有 miR - 636 的结合位点。后续实验,如双荧光素酶报告基因实验、RNA FISH 分析和 Western blot 分析等,证实了 circ - 1304 可作为 miR - 636 的海绵,竞争性结合 miR - 636,从而提高 YTHDF2 蛋白水平,促进 VSMCs 自噬。
- YTHDF2 promotes VSMC autophagy by degrading mTOR mRNA in an m6A - dependent manner:研究发现,敲低 YTHDF2 会抑制 VSMCs 自噬,导致 p62 积累,LC3 I 向 LC3 II 的转化减少,自噬泡数量降低。通过对 YTHDF2 RIP - seq 数据集进行分析,发现 mTOR 可能是 YTHDF2 调控自噬的潜在靶点。进一步实验,如 MeRIP - qRT - PCR 分析、RIP - qRT - PCR 分析等表明,YTHDF2 能与 mTOR mRNA 结合,以 m6A 依赖的方式促进 mTOR mRNA 的降解,进而促进 VSMCs 自噬。同时,circ - 1304/miR - 636 也参与调节 mTOR 的表达。
- Overexpression of circ - 1304 aggravates neointimal hyperplasia:在小鼠颈总动脉结扎诱导的内膜增生模型中,研究人员发现,通过慢病毒介导过表达 circ - 1304,会加剧内膜形成,同时 YTHDF2 和增殖细胞核抗原(PCNA)水平增加,mTOR 和 p62 水平降低,这表明 circ - 1304 会加重内膜增生,且该过程伴随着自噬激活。
研究结论表明,circ - 1304 是一种与 VSMCs 自噬相关的 circRNA,在 PDGF - BB 处理后可促进 VSMCs 自噬,证实了 PDGF - BB 通过 circRNA 调节 VSMCs 自噬。circ - 1304 还会加重内膜增生,其机制是通过依赖 miR - 636 调节 YTHDF2/mTOR 轴,且该轴与 m6A 修饰有关。这一研究为治疗内膜增生相关的心血管疾病提供了潜在的治疗靶点。在讨论部分,研究人员指出,虽然 circRNAs 在血管重塑疾病中的作用逐渐被揭示,但仍有许多未知等待进一步探索,比如 circ - 1304 潜在的调控机制,以及它与其他 RNA 结合蛋白或 miRNAs 的相互作用等。未来对这些方面的深入研究,将有助于更全面地了解血管重塑疾病的发病机制,为开发更有效的治疗策略奠定坚实基础。