circATXN1调控缺血性疾病中部分内皮-间质转化的分子机制及治疗潜力

本研究针对缺血性疾病中血管再生障碍的关键问题，揭示了环状RNA circATXN1通过ALKBH5介导的SLUG mRNA m6A去甲基化调控部分内皮-间质转化（partial EndMT）的新机制。研究人员通过多组学分析和功能实验证实，抑制circATXN1可促进血管新生并改善缺血组织修复，为缺血性疾病提供了新的治疗靶点。

　　

在心血管疾病领域，缺血性损伤导致的血管再生障碍一直是临床治疗的难点。尽管内皮细胞（ECs）具有通过内皮-间质转化（EndMT）获得迁移能力促进血管新生的潜力，但调控这一动态过程的分子机制尚不明确。尤其令人困惑的是，完全EndMT会导致内皮特性丧失，而部分EndMT却能保留部分内皮特征并促进血管再生——这种"半转化"状态如何被精确调控？

郑州大学第一附属医院的研究团队在《Nature Communications》发表的研究给出了答案。通过高通量测序，研究人员发现环状RNA circATXN1在缺氧诱导的部分EndMT中显著上调。进一步实验揭示，circATXN1通过结合去甲基化酶ALKBH5，阻止其入核发挥m⁶A去甲基化功能，从而降低关键转录因子SLUG的mRNA稳定性。这种调控机制直接影响内皮细胞的增殖、迁移和成管能力，最终决定血管再生效率。

研究团队运用了多项关键技术：建立心肌梗死（MI）和下肢缺血（HLI）小鼠模型模拟人类疾病；通过单细胞转录组分析揭示部分EndMT特征；采用RNA-pulldown结合质谱鉴定circATXN1互作蛋白；利用m⁶A甲基化检测（MeRIP-qPCR）和核质分离实验解析ALKBH5的时空调控机制；开发AAV9载体实现内皮特异性基因干预。

circATXN1在部分EndMT内皮细胞中上调
缺氧处理的人心脏微血管内皮细胞（HCMECs）显示CD31表达下降而αSMA表达上升的"半间质化"特征，circRNA测序鉴定出circATXN1显著上调。临床样本分析证实，心肌梗死患者外周血外泌体中circATXN1水平升高，提示其作为生物标志物的潜力。

缺氧诱导的circATXN1特征
circATXN1源自ATXN1基因第7外显子，长2078nt，RNase R抗性证实其环状结构。RNA-FISH显示其定位于胞质，且表达受剪接因子QKI调控，与宿主基因转录无关。

circATXN1抑制缺氧诱导的部分EndMT
敲低circATXN1增强HCMECs在缺氧下的增殖（FUCCI检测显示S/G₂-M期细胞增加）、迁移（Transwell实验）和成管能力（Matrigel实验），同时上调间质标志物（fibronectin/αSMA）并下调内皮标志物（VE-cadherin/CD31）。过表达则呈现相反表型，证实其对EndMT程度的调控作用。

circATXN1敲低增强体内部分EndMT
内皮特异性敲低circATXN1的AAV9处理显著改善MI小鼠心功能（超声显示LVEF提高）和HLI模型血流恢复（激光多普勒检测），同时增加CD31⁺/αSMA⁺双阳性细胞。值得注意的是，高剂量AAV（8×10¹¹ VG）引发肝毒性，提示治疗窗需精确控制。

circATXN1通过抑制SLUG调控部分EndMT
在六种EndMT相关转录因子中，仅SLUG蛋白水平与circATXN1负相关。挽救实验证实SLUG敲除可逆转circATXN1缺失引起的促迁移效应，但双荧光素酶报告基因显示circATXN1不直接调控SLUG启动子活性，排除了转录水平调控的可能性。

circATXN1与ALKBH5相互作用
RNA-pulldown联合质谱鉴定出m⁶A去甲基化酶ALKBH5是circATXN1的结合蛋白。免疫共沉淀（Co-IP）验证两者直接互作，且ALKBH5内皮特异性敲除（ALKBH5^CKO）小鼠中，circATXN1的促血管效应完全消失。

circATXN1通过阻止ALKBH5核转位降低SLUG稳定性
机制研究表明，circATXN1通过增强ALKBH5与核输出蛋白CRM1的结合，抑制EGFR介导的ALKBH5磷酸化，从而阻止其入核。ALKBH5在核内结合pre-SLUG mRNA（AlphaFold2预测显示其与pre-mRNA结合位点比成熟mRNA多3倍），通过去m⁶A修饰维持RNA稳定性——这一发现首次揭示了环状RNA通过调控pre-mRNA加工影响细胞命运的路径。

这项研究不仅阐明了circATXN1/ALKBH5/SLUG轴在缺血性疾病中的关键作用，更提出了"部分EndMT"的精确调控范式：适度的SLUG表达使内皮细胞获得迁移能力而不完全丧失原有特性，这种平衡对血管再生至关重要。研究还开发了基于AAV的circATXN1靶向治疗策略，为缺血性疾病提供了从诊断到治疗的全新思路。值得注意的是，circATXN1在胃癌中通过miR-526b-3p/MMP2通路促血管生成，而在心血管中通过ALKBH5非依赖miRNA的机制发挥作用，这种"环境依赖性功能切换"为RNA治疗的精准设计提供了重要参考。