欢迎来到“circRNA研究汇总”栏目,本栏目将为您带来circRNA领域的最新研究成果。本期我们精选了15篇最新文献,涵盖了circRNA的基础研究、功能探究以及与疾病的关联。请您紧跟circRNA研究的步伐,共同洞悉科研前沿的最新动态!

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01 利用摆动增强的环状CLUSTER向导RNA对体内RNA碱基的精准编辑

标题:Precise in vivo RNA base editing with a wobble-enhanced circular CLUSTER guide RNA

杂志:Nat Biotechnol

影响因子:33.1

通讯作者:Thorsten Stafforst(德国图宾根大学)

DOI: 10.1038/s41587-024-02313-0

利用设计的引导RNA进行腺苷-肌苷(A-to-I) RNA碱基编辑,招募作用于RNA的内源性编辑酶腺苷脱氨酶(ADAR),有望在RNA水平上安全地操纵遗传信息。然而,编辑的准确性和效率往往受到旁观者脱靶编辑的影响。该研究发现在主导旁观者编辑的5 ‘ -UAN三联体中,G•U摆动碱基对有效地减少了脱靶事件,同时保持了较高的靶向效率。该策略普遍适用于现有的A-to-I RNA碱基编辑系统,并补充了其他抑制方法,如G•A错配和尿苷(U)消耗。将摆动碱基配对与环状形式CLUSTER相结合,在细胞培养中实现了对Mecp2转录本疾病相关突变的高度精确和高效的编辑(高达87%)。在小鼠Rett综合征模型的中枢神经系统中,仅通过病毒介导的引导RNA递送在体内实现了MeCP2蛋白的功能性修复,编辑率高达19%,并且体现了较好的旁观者控制。

02 ESRP1介导circPTPN12的生物发生通过PDLIM2/ NF-κB途径抑制肝癌进展

标题:ESRP1-mediated biogenesis of circPTPN12 inhibits hepatocellular carcinoma progression by PDLIM2/ NF-κB pathway

杂志:Mol Cancer

影响因子:27.7

通讯作者:鲁皓副主任医师、张传永主任医师、 Shikun Yang、王学浩教授(南京医科大学第一附属医院)

DOI: 10.1186/s12943-024-02056-1

背景:研究表明环状RNA (circRNAs)在癌症的发生和发展中起关键作用。了解环状RNA在肿瘤发展中的功能和潜在机制有助于发现新的诊断指标和治疗靶点。该研究重点是阐明hsa-circ-0003764在肝细胞癌(HCC)中的功能和调控机制。

方法:从circbase数据库中鉴定新发现的hsa-circ-0003764 (circPTPN12)。采用QRT-PCR分析hsa-circ-0003764在HCC组织和细胞中的表达水平。通过体外和体内实验研究了circPTPN12对HCC细胞增殖和凋亡的影响。此外,采用RNA测序、RNA免疫沉淀、生物素偶联探针pull-down试验和FISH等方法确认并建立了hsa-circ-0003764、PDLIM2、OTUD6B、P65和ESRP1之间的关系。

结果:在HCC中,circPTPN12的下调与不良预后相关。CircPTPN12在体外和体内均表现出抑制HCC细胞增殖的作用。机制上,RNA测序分析揭示了NF-κB信号通路是circPTPN12的靶向通路。在功能上,circPTPN12与PDLIM2的PDZ结构域相互作用,促进P65的泛素化。此外,circPTPN12通过促进PDLIM2的去泛素化,加强了PDLIM2/OTUD6B复合物的组装。ESRP1被鉴定与pre-PTPN12结合,从而促进circPTPN12的产生。

结论:该研究结果表明circPTPN12参与调节PDLIM2功能,影响HCC进展。鉴定出的
ESRP1/circPTPN12/PDLIM2/NF-κB轴有望成为HCC的新治疗靶点。

03 circCDC42编码的CDC42-165aa通过激活Pyrin炎性小体调节肺炎克雷伯菌感染中的巨噬细胞焦亡

标题:circCDC42-encoded CDC42-165aa regulates macrophage pyroptosis in Klebsiella pneumoniae infection through Pyrin inflammasome activation

杂志:Nat Commun

影响因子:14.7

通讯作者:Yongping Shi(江苏师范大学)、何思思副主任医师(遵义医学院第二附属医院)、李荣鹏教授(江苏师范大学)

DOI: 10.1038/s41467-024-50154-x

环状RNA (circRNA)家族被认为是一组内源性非编码RNA (ncRNA),在炎症、癌症、心血管疾病等多种生理病理过程中具有关键功能。然而,它们在调节先天免疫反应中的作用尚不清楚。该研究鉴定了细胞分裂周期42 (CDC42)-165aa,这是一种由circCDC42编码的蛋白,在肺炎克雷伯菌(KP)感染的肺泡巨噬细胞中表达上调。高水平的CDC42-165aa诱导Pyrin炎性小体过度活化,促进肺泡巨噬细胞焦亡;而抑制CDC42-165aa可以通过抑制Pyrin炎性小体介导的焦亡,减轻KP感染后小鼠肺损伤。综上所述,这些结果表明CDC42-165aa通过抑制CDC42 GTPase的激活,刺激Pyrin炎性体,这为致病菌感染提供了潜在的临床治疗靶点。

04 CircHIPK2通过促进TAZ翻译促进结肠炎和结直肠癌肠上皮细胞生长

标题:CircHIPK2 Contributes Cell Growth in Intestinal Epithelial of Colitis and Colorectal Cancer through Promoting TAZ Translation

杂志:Adv Sci (Weinh)

影响因子:14.3

通讯作者:吴金雨研究员(温州医科大学)、吴建民研究员(温州医科大学)

DOI: 10.1002/advs.202401588

结直肠癌(CRC)和炎症性肠病(IBD)正在加剧全球健康问题。尽管它们的临床表现不同,但这两种疾病都有复杂的遗传和分子相互作用。Hippo信号通路在调节细胞过程中起着至关重要的作用,并涉及IBD和CRC的发病机制。环状RNA(circRNAs)因其在包括IBD和CRC在内的多种疾病中的作用而备受关注。然而,仍缺乏对IBD和CRC中涉及的特定circRNA及其功能作用的全面了解。该研究发现circHIPK2 (hsa_circRNA_104507)在IBD和CRC中均持续表达上调,表明其作为生物标志物的潜力。此外,在体外和体内,circHIPK2的沉默抑制了CRC细胞的生长。有趣的是,减少circHIPK2增强了葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎,但减轻了结肠炎相关的肿瘤发生。机制研究进一步揭示了由FUS介导的circHIPK2与EIF4A3相互作用促进TAZ的翻译,最终增加下游靶基因CCN1和CCN2的转录。综上所述,circHIPK2调节Hippo信号通路,在IBD和CRC的机制中发挥关键作用。CircHIPK2-EIF4A3轴通过增强TAZ翻译,促进结肠炎和结直肠癌肠上皮细胞生长。

05 CircCFL1通过去乙酰化介导的c-Myc去泛素化促进突变体TP53转录,促进TNBC干细胞和免疫逃逸

标题:CircCFL1 Promotes TNBC Stemness and Immunoescape via Deacetylation-Mediated c-Myc Deubiquitylation to Facilitate Mutant TP53 Transcription

杂志:Adv Sci (Weinh)

影响因子:14.3

通讯作者:杨其峰主任医师(山东大学齐鲁医院)

DOI: 10.1002/advs.202404628

三阴性乳腺癌(TNBC)是乳腺癌中最恶性的亚型。TP53在TNBC患者中突变率约为70%-80%,发生突变时起致癌作用。然而,circRNAs是否能够通过调控突变体TP53对TNBC发挥作用还没有得到很好的评价。在这项研究中,circCFL1在TNBC细胞和组织中高表达,具有预后潜力。在功能上,circCFL1促进TNBC细胞的增殖、转移和干性。在机制上,circCFL1作为支架增强HDAC1与c-Myc之间的相互作用,通过去乙酰化介导抑制k48连锁泛素化,进一步促进c-Myc的稳定性。在TP53突变的TNBC细胞中,稳定表达的c-Myc通过直接结合TP53启动子,进一步增强mutp53的表达,通过激活p-AKT/WIP/YAP/TAZ通路促进TNBC细胞的干性。此外,circCFL1可以通过促进PD-L1的表达,抑制CD8+ T细胞的抗肿瘤免疫,促进TNBC细胞的免疫逃逸。综上所述,circCFL1通过促进HDAC1/c-Myc/mutp53轴发挥致瘤作用,可作为TP53突变TNBC患者的潜在诊断生物标志物和治疗靶点。

06 N6 -甲基腺苷修饰circMARK2增强细胞质输出并稳定LIN28B,促进了Wilms肿瘤的进展

标题:N6-methyladenosine modification of circMARK2 enhances cytoplasmic export and stabilizes LIN28B, contributing to the progression of Wilms tumor

杂志:J Exp Clin Cancer Res

影响因子:11.4

通讯作者:Jing He、 伏雯副主任医师、 刘国昌主任医师(广州妇女儿童医学中心)

DOI: 10.1186/s13046-024-03113-9

背景:环状RNA (circRNAs)和N6 -甲基腺苷(m6A)修饰在Wilms肿瘤(WT)进展中的潜在机制尚未完全阐明。该研究探讨了m6A修饰的circMARK2的调控机制、临床意义及其在WT进展中的作用。

方法:作者通过深度测序鉴定出异常的环状RNA,并通过qRT-PCR验证其在WT组织中的表达。通过克隆形成、transwell迁移和原位动物模型评估circMARK2的生物学功能。为了研究潜在的机制,作者采用了RNA免疫沉淀、RNA pull-down、双荧光素酶报告基因检测、免疫印迹、免疫荧光和免疫组织化学染色。

结果:在WT组织中上调的circMARK2被发现存在m6A修饰,并促进细胞质输出。它通过circMARK2/IGF2BP2相互作用稳定LIN28B mRNA,促进了WT的进展。体外和体内研究表明,circMARK2可增强WT细胞的恶性行为。在临床上,WT患者肿瘤组织中较高的circMARK2表达水平与肿瘤侵袭性增加和生存率降低有关。

结论:该研究首次证明m6A修饰的circMARK2通过增强LIN28B mRNA的稳定性、促进细胞侵袭性,促进WT的进展。CircMARK2作为一种潜在的预后生物标志物和WT治疗干预靶点,强调了m6A修饰在儿童肾癌中的临床相关性。

07 单剂量VEGF-A环状RNA维持蛋白的原位长期表达,加速糖尿病伤口愈合

标题:A single dose of VEGF-A circular RNA sustains in situ long-term expression of protein to accelerate diabetic wound healing

杂志:J Control Release

影响因子:10.5

通讯作者:郭宗科副主任医师(东南大学附属中大医院)、李新松教授(东南大学)

DOI: 10.1016/j.jconrel.2024.07.018

糖尿病足溃疡(DFU)是糖尿病最严重、最可怕的并发症之一,其特征是伤口周围的微小血管或毛细血管受损。修复慢性不愈合的DFU伤口具有挑战性。血管内皮生长因子(VEGF)在DFU的血管生成和促进创面愈合中起重要作用。然而,由于VEGF稳定性差,易于降解,难以持续地将其输送到伤口部位。为了克服这一挑战,利用脂质纳米颗粒(LNP)包封的编码VEGF-A环状RNA (circRNA),可以持续产生和释放VEGF-A,加速糖尿病伤口愈合。首先,采用I型内含子自催化策略合成VEGF-A circRNA,并通过酶切、聚合酶链反应和测序分析进行验证。采用微流体技术将VEGF-A circRNA包封在可电离脂质U-105衍生LNP (U-LNP)中,制备U-LNP/VEGF-A circRNA。为了进行比较,还使用了一种商用可电离脂质ALC -0315 LNP包封circRNA (A -LNP/circRNA)。动态光散射和透射电镜表征表明,U-LNP/circRNA为球形结构,平均直径为108.5 nm,多分散性指数为0.22,zeta电位为-3.31 mV。U-LNP的信使RNA包封率(EE%)为87.12%。体外转染数据证实,与线性mRNA相比,circRNA具有更好的稳定性并能长效表达VEGF-A。细胞毒性和先天免疫的评估表明,U-LNP/circRNA具有生物相容性,且免疫原性较低。细胞划痕和血管生成实验表明,U-LNP/VEGF-A环状RNA表达VEGF-A,使其具有生物活性。萤火虫荧光素酶(F-Luc)探针和ELISA的原位生物发光成像显示,在创面部位和周围区域,circRNA表达的VEGF-A在第一周具有长期且强烈的表达,然后在接下来的一周逐渐减少。最后,采用糖尿病小鼠模型验证U-LNP/VEGF-A环状RNA制剂的愈合效果。结果显示,单剂量U-LNP/VEGF-A circRNA滴注可使创面在第12天几乎完全恢复,显著优于U-LNP/VEGF-A线性mRNA,且优于注射重组人血管内皮生长因子(rhVEGF)和滴注A – LNP /circRNA。组织学分析证实了U-LNP/VEGF-A环状RNA制剂的愈合效率和低毒性。总之,由U-105 LNP递送的VEGF-A环状RNA在创面愈合中表现出良好的性能,这归因于VEGF-A的长期表达和持续释放。U-LNP/VEGF-A circRNA在糖尿病足溃疡创面的治疗中具有潜在的应用前景。

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