通过环状RNA-miRNA-mRNA轴揭示白质疏松症的新特征

《Frontiers in Neurology》：Uncovering the new landscape of leukoaraiosis through the circular RNA-miRNA-mRNA axis

白质损伤中circ_0018401/miR-145-5p/AIFM1轴的调控机制及治疗策略研究。通过qRT-PCR、Luciferase报告基因和Western blotting发现circ_0018401促进miR-145-5p表达下调，进而抑制AIFM1蛋白表达，减少细胞凋亡，为白质损伤治疗提供新靶点。

白质疾病是一种影响大脑白质结构的病理现象，通常与脑白质病变（Leukoaraiosis, LA）相关。这种病变主要表现为神经纤维的退化和髓鞘损伤，常伴随胶质细胞的反应性增生。白质损伤不仅会导致认知功能障碍，还可能引发一系列严重的神经系统问题。尽管已有大量研究揭示了环状RNA（circRNA）、微小RNA（miRNA）和信使RNA（mRNA）在神经系统疾病中的调控作用，但它们在白质损伤（White Matter Injury, WMI）中的具体影响和作用机制仍不清楚。因此，本研究旨在探讨hsa_circ_0018401/miR-145-5p/AIFM1轴在白质损伤中的作用，为相关疾病的治疗策略提供新的思路。

白质疾病的发生与多种因素有关，包括高血压、吸烟史、糖尿病、高脂血症、高同型半胱氨酸血症以及心血管疾病等。这些因素可能导致脑部微循环障碍，进而引发白质损伤。此外，白质病变的病理机制复杂，涉及血脑屏障的破坏、脑水肿、神经连接中断等多种因素。在这些复杂的机制中，寡突起细胞（Oligodendrocyte Progenitor Cells, OPCs）的死亡被认为是白质修复和结构维持的关键障碍之一。因此，研究白质损伤的分子机制，尤其是circRNA与miRNA之间的相互作用，对于理解疾病的发生发展及寻找新的治疗靶点具有重要意义。

环状RNA是一类特殊的非编码RNA，因其保守性、特异性以及稳定性而备受关注。它们在神经系统中广泛存在，特别是在脑组织中。环状RNA的表达量远高于其他类型的RNA，这使其成为研究神经系统疾病的重要工具。近年来，随着生物信息学技术的发展，研究人员能够更系统地分析circRNA的分子靶标及其在疾病中的作用。然而，尽管已有大量研究揭示了circRNA在神经系统疾病中的调控作用，其具体机制仍需进一步探索。例如，环状RNA可以通过吸收miRNA来调控基因表达，也可以通过影响父基因的转录或直接编码蛋白质来发挥作用。这些多样化的功能表明，环状RNA在神经系统的调控中具有重要作用。

微小RNA（miRNA）是一类长度约为20-22个核苷酸的小分子RNA，能够通过结合靶基因的3′非翻译区（3′ UTR）来调控基因的表达。miRNA在神经元的发育、分化、凋亡以及多种神经系统疾病中发挥着关键作用。由于其在体液中的稳定性，miRNA在诊断和治疗中的应用前景广阔。然而，目前关于miRNA在白质损伤中的研究仍较为有限，尤其是在探讨其在疾病发生中的表观遗传调控方面。因此，本研究通过分析circRNA与miRNA之间的相互作用，试图揭示它们在白质损伤中的潜在作用。

在本研究中，我们首先对白质损伤患者的全血样本进行了定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）分析，以评估circRNA和miRNA的表达水平。结果显示，hsa_circ_0018401在患者的血液中显著上调。为了进一步探究其功能，我们利用生物信息学工具预测了circRNA的下游miRNA，并通过Luciferase基因实验和qRT-PCR验证了circ_0018401与miR-145-5p之间的相互作用。实验表明，circ_0018401能够通过吸收miR-145-5p来调控其表达水平，从而影响下游基因的表达。

miR-145-5p被发现与凋亡相关基因AIFM1存在调控关系。AIFM1（Apoptosis-Inducing Factor Mitochondrion-Associated 1）是一种与细胞凋亡密切相关的基因，其表达水平的变化可能影响细胞的存活与死亡。我们通过生物信息学分析和实验验证，确认了miR-145-5p能够靶向AIFM1，从而调控其表达水平。这一发现为理解白质损伤的分子机制提供了新的视角，并提示miR-145-5p可能在白质损伤的发生中发挥重要作用。

进一步的实验表明，在白质损伤模型中，miR-145-5p的表达水平显著下调，而AIFM1的表达则显著上调。这表明，miR-145-5p可能通过抑制AIFM1的表达来减少细胞凋亡，从而对白质损伤起到一定的保护作用。此外，我们还通过Luciferase报告基因实验验证了circ_0018401与miR-145-5p以及AIFM1之间的相互作用，确认了这一调控轴的存在。这些结果表明，circ_0018401通过调控miR-145-5p的表达，进而影响AIFM1的表达，从而在白质损伤中起到关键作用。

本研究的发现具有重要的临床意义。首先，circ_0018401被确认为白质损伤的一个潜在生物标志物，这为疾病的早期诊断提供了新的思路。其次，miR-145-5p与AIFM1之间的调控关系为治疗白质损伤提供了新的靶点。通过调控这一轴，可能有助于减少细胞凋亡，从而改善白质损伤的状况。此外，circRNA与miRNA之间的相互作用为研究神经系统疾病的分子机制提供了新的工具和方法，有助于开发更有效的治疗策略。

尽管本研究取得了一定的成果，但仍存在一些局限性。例如，我们的研究主要集中在寡突起细胞上，而circ_0018401可能在其他细胞类型或组织中也发挥重要作用。因此，未来的研究需要进一步探索其在不同细胞和组织中的表达及功能。此外，尽管我们通过体外实验验证了这一调控轴的存在，但其在体内的具体作用机制仍需深入研究。这些局限性提示我们，虽然本研究为理解白质损伤的分子机制提供了新的视角，但仍需更多的实验数据来支持其在更广泛范围内的应用。

总的来说，本研究揭示了circ_0018401/miR-145-5p/AIFM1轴在白质损伤中的关键作用。这一发现不仅加深了我们对白质损伤分子机制的理解，还为未来的治疗策略提供了新的方向。通过调控这一轴，可能有助于减少细胞凋亡，保护白质结构，从而改善白质损伤患者的预后。未来的研究可以进一步探索这一轴在不同神经系统疾病中的作用，以及其在临床中的应用潜力。这将有助于开发更有效的诊断和治疗手段，为患者带来更好的健康结局。