Circ_0005372 通过靶向 miR-153-3p/ITGB3 轴来激活 PI3K/AKT 信号通路,从而促进儿童先天性心脏病和肺动脉高压的发生与发展
《Cardiovascular Pathology》:Circ_0005372 targets the miR-153-3p/ITGB3 axis to stimulate the PI3K/AKT signaling pathway to facilitate the occurrence and development of congenital heart disease and pulmonary arterial hypertension in children
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时间:2025年11月23日
来源:Cardiovascular Pathology 1.9
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先天性心脏病相关肺动脉高压的circ_0005372/miR-153-3p/ITGB3调控机制研究
本研究聚焦于先天性心脏病(CHD)相关的肺动脉高压(PAH)这一严重并发症,旨在揭示其发生机制并探索潜在的治疗靶点。CHD是新生儿中最常见且发病率最高的先天畸形之一,其对患者生命安全构成重大威胁。肺动脉高压作为CHD最严重的并发症之一,不仅显著增加了患者的死亡率,还可能引发右心衰竭等致命后果。因此,深入了解CHD相关PAH的分子机制,对于开发有效的治疗策略具有重要意义。
研究团队通过收集27对健康新生儿、CHD患者以及PAH-CHD患者的血浆样本,利用实时定量PCR(RT-qPCR)和Western blot技术检测了circ_0005372、miR-153-3p和ITGB3的表达水平。结果显示,在PAH-CHD患者的血浆样本中,circ_0005372的表达水平显著高于健康对照组和CHD患者。此外,在模拟缺氧环境下的肺动脉平滑肌细胞(HPASMC)中,circ_0005372的表达也呈现出显著升高趋势。这表明circ_0005372可能在PAH-CHD的病理过程中发挥重要作用。
进一步实验表明,circ_0005372的表达抑制可显著降低HPASMC的增殖、迁移和侵袭能力。这提示circ_0005372可能通过调控细胞行为,参与PAH-CHD的发病机制。此外,研究团队通过RNA免疫共沉淀(RIP)、pull down实验以及双荧光素酶报告基因实验,验证了circ_0005372与miR-153-3p之间存在靶向关系。结果显示,circ_0005372能够通过结合miR-153-3p,减少其对目标基因的抑制作用。而miR-153-3p则被证实能够负向调控ITGB3的表达,这说明circ_0005372可能通过调控miR-153-3p,进而影响ITGB3的表达水平。
值得注意的是,当miR-153-3p被抑制时,circ_0005372对HPASMC的抑制作用被逆转,这表明miR-153-3p在其中起到了桥梁作用。此外,ITGB3的过表达则能够抵消miR-153-3p在缺氧条件下对HPASMC的抑制效果。这一系列实验结果提示,circ_0005372可能通过调控miR-153-3p/ITGB3轴,进而影响PI3K/AKT信号通路的活性,从而促进HPASMC的异常增殖、迁移和侵袭行为,加剧PAH-CHD的病情发展。
在临床背景方面,CHD的形成通常与胎儿期心血管系统的异常发育有关,同时可能伴随着出生后某些组织未能正常退化。遗传和环境因素在CHD的发生中起着关键作用,而PAH作为CHD最危险的并发症之一,显著提高了患者的死亡风险。目前,对于PAH-CHD的治疗仍存在诸多挑战,尤其是在手术耐受性和抗感染能力方面,患者往往表现出较差的临床表现。因此,寻找新的生物标志物和治疗靶点成为研究的重点。
近年来,环状RNA(circRNA)作为一种新型的非编码RNA,因其独特的闭合环状结构和较高的稳定性,引起了广泛关注。与线性RNA相比,circRNA不易被RNA酶降解,且在细胞内具有较长的半衰期,这使其在疾病调控中具有潜在优势。研究表明,circRNA可以通过与microRNA(miRNA)结合,发挥“海绵”作用,从而减轻miRNA对目标基因的抑制效果。这一机制使得circRNA在多种疾病的调控中展现出重要功能,包括心血管疾病。
在本研究中,通过分析PAH-CHD患者的血浆样本,发现circ_0005372的表达水平显著升高,这与临床观察中的异常病理变化相吻合。同时,在缺氧条件下培养的HPASMC中,circ_0005372的表达同样增加,进一步支持其在PAH-CHD中的潜在作用。研究团队还发现,circ_0005372的表达水平与miR-153-3p之间存在负相关关系,表明circ_0005372可能通过结合miR-153-3p,调控其对ITGB3的抑制作用。
ITGB3(整合素β3)是一种重要的细胞表面受体,广泛参与细胞粘附、迁移和侵袭等过程。在PAH-CHD的病理背景下,ITGB3的异常表达可能与肺动脉平滑肌细胞的过度增殖和迁移有关。通过实验验证,miR-153-3p能够显著抑制ITGB3的表达,而circ_0005372则通过结合miR-153-3p,削弱了这种抑制作用。这一发现为理解circ_0005372在PAH-CHD中的作用机制提供了新的视角。
此外,研究还表明,circ_0005372可能通过调控PI3K/AKT信号通路,进一步影响HPASMC的功能。PI3K/AKT通路是细胞增殖、迁移和存活的重要调控因子,其异常激活与多种疾病的发生发展密切相关。在本研究中,circ_0005372的表达抑制不仅影响了HPASMC的增殖能力,还显著降低了其迁移和侵袭水平,这可能与PI3K/AKT通路的活性变化有关。因此,circ_0005372可能通过这一通路,促进肺动脉平滑肌细胞的异常行为,进而加剧肺动脉高压的发展。
在实验方法上,研究团队采用了多种技术手段,包括RT-qPCR、Western blot、MTT和EdU实验、划痕实验和Transwell实验等,以全面评估circ_0005372对HPASMC功能的影响。这些实验不仅验证了circ_0005372的表达水平变化,还进一步揭示了其在细胞增殖、迁移和侵袭中的具体作用。同时,通过RIP、pull down和双荧光素酶报告基因实验,研究团队明确了circ_0005372与miR-153-3p以及ITGB3之间的相互作用,为后续的机制研究奠定了基础。
研究的结论指出,circ_0005372通过调控miR-153-3p/ITGB3轴,激活PI3K/AKT信号通路,从而促进HPASMC的异常增殖、迁移和侵袭,进而加速PAH-CHD的病情恶化。这一发现不仅揭示了circ_0005372在PAH-CHD中的关键作用,还为相关疾病的治疗提供了新的思路。未来,针对circ_0005372及其调控网络的研究,有望为PAH-CHD的精准诊断和个性化治疗提供重要依据。
在数据处理和统计分析方面,研究团队确保了实验的可重复性和数据的可靠性。所有实验均至少重复三次,采用GraphPad Prism 7软件进行数据分析,结果以均值±标准差(mean ± SD)的形式呈现。通过单因素方差分析(one-way ANOVA)或t检验方法,比较了不同组之间的差异。统计学显著性定义为P值小于0.05,这一标准确保了研究结果的科学性和可信度。
本研究的伦理审查和参与者知情同意均符合相关规范,所有样本均来自伦理委员会批准的项目,并获得了参与者的书面知情同意。此外,研究团队也明确了数据的可用性,表示相关数据可在合理请求下从通讯作者处获取,这为后续研究提供了数据支持和合作机会。
综上所述,circ_0005372在PAH-CHD的病理过程中扮演着重要角色。其通过调控miR-153-3p和ITGB3,影响PI3K/AKT信号通路的活性,进而促进HPASMC的异常行为,加剧肺动脉高压的发展。这一研究不仅加深了我们对PAH-CHD发病机制的理解,还为寻找新的治疗靶点提供了理论依据。未来,针对这一调控网络的进一步研究,可能有助于开发更有效的治疗策略,改善PAH-CHD患者的预后。
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