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为探究 circRNA 在心肌肥大中的作用机制，苏州大学研究人员发现 circ-0001283 通过调控 MYL3 促进心肌肥大，为治疗提供新靶点。
一、研究背景
心脏，如同人体永不停歇的 “发动机”，为全身血液循环提供动力。当心脏遭遇各种生理或病理刺激时，会出现心脏肥大现象。起初，这是一种适应性反应，就像给发动机增加动力以应对额外负荷，但长期持续的肥大却会使心脏从 “代偿” 走向 “失代偿”，最终导致心脏功能障碍甚至心力衰竭，严重威胁人类健康。
尽管科学家们已经识别出众多参与心脏肥大机制的信号通路，但有效的治疗靶点却依旧匮乏。近几十年来，非编码 RNA 逐渐成为心血管疾病研究的热点领域。其中，环状 RNA（circRNA）作为一类新兴的非编码 RNA，源自前体 mRNA 的反向剪接，广泛存在于真核细胞中。已有研究表明，部分 circRNA 可作为微小 RNA（miRNA）海绵，通过结合 miRNA 调节心肌肥大相关基因的表达；还有些 circRNA 能与转录因子或蛋白质相互作用，影响其稳定性和功能，参与心脏肥大的发病过程。然而，circRNA 在心脏肥大中的具体作用和机制仍存在诸多未知，这也为科研人员提出了新的挑战与研究方向。
为了填补这些知识空白，苏州大学的研究人员开展了一项关于 circRNA 在心肌肥大中作用机制的研究。他们希望通过深入探究，找到潜在的治疗靶点，为心脏肥大的治疗开辟新途径。该研究成果对于提高心脏肥大的防治水平、改善患者预后具有重要意义，相关研究发表于research期刊。
二、研究方法
研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过构建小鼠主动脉缩窄（TAC）诱导的心脏肥大模型，模拟体内心肌肥大的病理过程；分离新生小鼠心肌细胞（NMCMs），进行体外细胞实验，研究细胞水平的变化机制；运用 circRNA 测序（circRNA-seq）筛选差异表达的 circRNA；利用 RNA - 蛋白质下拉实验（RNA–protein pull-down assay）和质谱分析鉴定与 circRNA 相互作用的蛋白质；借助 RNA 免疫沉淀（RIP）实验验证 RNA 与蛋白质的结合；通过 Western blot、定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）等技术检测相关蛋白和基因的表达水平 。
三、研究结果
- circ-0001283 在心脏肥大小鼠中的表达上调：研究人员对 TAC 处理的小鼠心脏进行 circRNA-seq 分析，在 4510 个鉴定出的 circRNA 中，发现有 31 个差异表达，其中 circ-0001283 显著上调。通过 qRT-PCR 验证了其在小鼠心脏和 NMCMs 中的差异表达，并利用 RNase R 消化实验和 Sanger 测序证实了 circ-0001283 的环状结构。
- 敲低 circ-0001283 改善 NMCM 肥大：研究发现 circ-0001283 在 NMCMs 细胞质中表达较高。用血管紧张素 II（Ang II）诱导 NMCMs 肥大后，敲低 circ-0001283 可有效减轻细胞表面积增大，降低心肌肥大指标心房利钠因子（ANP）、β- 肌球蛋白重链（β-MHC）和 B 型利钠肽（BNP）的 mRNA 表达水平，表明敲低 circ-0001283 能够抑制 Ang II 诱导的 NMCM 肥大。
- circ-0001283 通过促进 MYL3 蛋白表达调节 NMCM 肥大：RNA - 蛋白质下拉实验和质谱分析筛选出与 circ-0001283 结合的蛋白 MYL3 和 CSRP3，RIP 实验证实二者与 circ-0001283 直接结合。敲低 MYL3 可减轻 Ang II 诱导的 NMCM 肥大，而敲低 CSRP3 无此效果。进一步研究发现，过表达 MYL3 可逆转敲低 circ-0001283 对 NMCM 肥大的抑制作用，表明 circ-0001283 通过调节 MYL3 加剧 Ang II 诱导的 NMCM 肥大。
- circ-0001283 抑制蛋白酶体降解以促进 MYL3 蛋白表达：免疫荧光 - 荧光原位杂交（IF-FISH）显示 MYL3 和 circ-0001283 在 NMCMs 中共定位。敲低 circ-0001283 降低了 MYL3 蛋白表达，但不影响其 mRNA 水平。环己酰亚胺（CHX）实验表明 circ-0001283 敲低后 MYL3 蛋白半衰期缩短，蛋白酶体抑制剂 MG-132 可挽救 MYL3 蛋白水平的下降。此外，敲低 circ-0001283 增加了泛素化 MYL3 蛋白水平，加速其蛋白酶体降解，说明 circ-0001283 通过抑制 MYL3 的蛋白酶体降解来调节其蛋白表达。
- MYL3 通过诱导自噬加剧 NMCM 肥大：已有研究表明部分肌球蛋白家族成员与自噬相关，研究人员发现 Ang II 增加了自噬标记物 Beclin-1 和微管相关蛋白 1 轻链 3β（LC3B）的蛋白表达，敲低 MYL3 可降低其表达。雷帕霉素（Rap）激活自噬后，可缓解敲低 MYL3 对自噬的抑制作用，并加重心肌肥大指标的表达。同时，敲低 MYL3 激活了 PI3K/Akt/mTOR 和 ERK 信号通路，而过表达 circ-0001283 则抑制这些通路，表明 MYL3 通过 PI3K/Akt/mTOR 和 ERK 信号通路促进自噬，加剧心肌肥大。
- circ-0001283 通过调节 MYL3 表达促进小鼠心脏肥大：在体内实验中，TAC 小鼠出现心肌肥大和纤维化，敲低 circ-0001283 可逆转这些变化，而过表达 MYL3 则加剧心脏肥大。此外，circ-0001283 调节自噬并抑制 PI3K/Akt/mTOR 和 ERK 信号通路，参与心肌肥大的发病过程。单独敲低 circ-0001283 或 MYL3 也可减轻 TAC 小鼠的心肌肥大。
四、研究结论与意义
该研究发现了一种新型 circRNA——circ-0001283，在心脏肥大过程中表达上调。它能与 MYL3 蛋白在细胞质中相互作用，降低 MYL3 的泛素化水平，抑制其蛋白酶体降解，从而提高 MYL3 表达。升高的 MYL3 通过 PI3K/Akt/mTOR 和 ERK 信号通路促进自噬，加剧心脏肥大。这一研究成果揭示了 circ-0001283 在心脏肥大中的关键作用机制，为心脏肥大的治疗提供了潜在的新靶点，为开发针对心脏肥大的新型治疗策略奠定了理论基础，有望为心血管疾病的防治带来新的突破。
