circRNA研究汇总丨20241028-20241103

神经周围侵犯（perineural invasion，PNI）是胰腺导管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）预后不良的一个独特生物学特征，尤其是在存在 KRAS 突变的情况下。细胞外囊泡（extracellular vesicle，EV）包装的环状 RNA（circular RNAs，circRNAs）作为肿瘤微环境通信的重要介质，触发 PDAC 细胞侵袭和远处转移。然而，KRAS 突变的 PDAC 中 EV 包装的 circRNAs 在 PNI 中的调节机制尚未阐明。在此，该研究团队鉴定出一种 KRAS G12D 突变响应的 EV 包装的 circRNA，即 circPNIT，它与 PDAC 患者的 PNI 呈正相关。在功能上，KRAS G12D PDAC 来源的 EV 包装的 circPNIT 在体外和体内均促进轴突生成和 PNI。从机制上讲，circPNIT 介导的 Rab5B-CD109 相互作用绕过传统的内体运输，将 Rab5B 锚定在多泡体的脂筏上，并将 circPNIT 包装到 CD109+EV 中。随后，CD109+EV 通过与 TRPV1 结合将 circPNIT 递送至神经元，并促进 DSCAML1 转录诱导的轴突生成，进而通过激活 GFRα1/RET 途径增强 PNI。重要的是，在 KRAS G12D/+Trp53R172H/+Pdx-1-Cre 小鼠模型中，装载 circPNIT 的 CD109+EV 被证实可显著促进 PNI。总之，这些发现强调了 EV 包装的 circRNAs 通过 Rab5B 内体旁路介导 KRAS 突变的 PDAC 细胞 PNI 的机制，确定 circPNIT 是治疗神经转移性 PDAC 的有效靶点。

环状 RNA（circRNA）在缺血性中风后的神经损伤调节中起着关键作用。先前的研究表明，运动可减轻缺血性中风后的神经功能障碍，但 circRNA 对运动诱导的神经保护的具体贡献尚不清楚。这项研究揭示，在大脑中动脉闭塞（MCAO）小鼠模型的半影皮层中，mmu_circ_0001113（circFndc3b）显著下调。然而，运动增加了小胶质细胞/巨噬细胞中 circFndc3b 的表达，减轻了细胞焦亡，减少了梗死体积，并增强了 MCAO 小鼠的神经恢复。从机制上讲，circFndc3b 与烯醇化酶 1（ENO1）相互作用，促进 ENO1 与 Krüppel 样因子 2（Klf2）mRNA 的 3’非翻译区（3’UTR）结合，从而稳定 Klf2 mRNA 并增加其蛋白表达，这抑制了 NOD 样受体家族含 pyrin 结构域 3（NLRP3）炎症小体介导的小胶质细胞/巨噬细胞焦亡。此外，circFndc3b 增强了 ENO1 与肉瘤融合基因（FUS）mRNA 的 3’UTR 的相互作用，导致 FUS 蛋白水平增加并促进 circFndc3b 环化。这些结果表明，circFndc3b 通过 ENO1/Klf2 轴介导运动诱导的抗焦亡作用，并且 circFndc3b/ENO1/FUS 正反馈回路可能增强运动的神经保护作用。这项研究揭示了缺血性中风中运动诱导的神经保护的新机制，并将 circFndc3b 定位为中风管理中有前途的治疗靶点，模拟运动的有益效果。

介绍：外科心室重建（Surgical ventricular reconstruction，SVR）是难治性心力衰竭（heart failure，HF）患者的一种替代治疗方法，但 SVR 后的残余重构限制了 HF 的改善。最近，该研究团队报道了 SVR 可能作为一种环境线索，重新激活心肌细胞的内源性增殖；然而，目前尚不清楚增强内源性心肌细胞再生是否能进一步改善 SVR 后的 HF。

目的：该研究团队旨在探索环状 RNA（circular RNAs，circRNAs）是否参与 SVR 及其机制。

方法：雄性 C57BL/6 小鼠接受心肌梗死（myocardial infarction，MI）或假手术。四周后，患有大室壁瘤的 MI 小鼠接受 SVR 或仅进行第二次开胸手术。超声心动图和组织学分析用于评估心脏功能、心脏重构和心肌再生。环状 RNA 测序、RNA 免疫沉淀、RNA pull-down和荧光素酶报告分析用于探索潜在机制。

结果：SVR 显著减轻了心脏重构并诱导了心肌细胞再生，这在折叠区 Ki-67、磷酸化组蛋白 H3（phospho-histone H3，pH3）和 Aurora B 的阳性染色中得到证实，但与假手术组相比，仍存在显著的残余重构。测序结果表明，SVR 改变了心脏环状 RNA 的表达谱，circMap4k2 被确定为上调最多的一个。在表征 circMap4k2 后，该团队注意到 circMap4k2 的过表达显著促进培养的新生大鼠心肌细胞的增殖，而 circMap4k2 的沉默显著抑制其增殖；在接受 SVR 治疗的 MI 小鼠中也得到了类似的结果，但在未接受 SVR 治疗的 MI 小鼠中没有。circMap4k2 的过表达进一步减轻了 SVR 后的残余心脏重构。circMap4k2 与 miR-106a-3p 结合，通过靶向抗酶抑制剂 1（antizyme inhibitor 1，Azin1）基因的下游效应物抑制心肌细胞增殖。

结论：circMap4k2 作为一种环境线索，靶向 miR-106a-3p/Azin1 通路，增加折叠区的心脏再生并减轻 SVR 后的残余重构。

背景：环状 RNA（circRNAs）已成为一类重要的共价闭合单链 RNA 分子，在源自液体活检的细胞外囊泡（EVs）中表现出组织特异性表达，并具有作为生物标志物的潜力。然而，它们在 EVs 中的特征和应用仍有待揭示。

方法：该研究团队使用从 1082 个人体体液（包括血浆、尿液、脑脊液（CSF）和胆汁）中获得的转录组学数据，对 EV 衍生的环状 RNA（EV-circRNAs）进行了全面分析。该团队的验证策略利用了逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）和 RNA 免疫沉淀试验，并辅以用于分析 EV-circRNA 特征和 RNA 结合蛋白相互作用的计算技术。

结果：该团队从各种人体体液中鉴定出 136,327 个 EV-circRNAs。值得注意的是，与线性 RNA 相比，大量具有高反向剪接比的环状 RNA 在 EVs 中高度富集。此外，该团队发现了在血浆 EVs 中富集的脑特异性环状 RNA 以及与临床结果相关的癌症相关 EV-circRNAs。此外，该团队证明了 EV-circRNAs 有潜力作为评估非小细胞肺癌（NSCLC）免疫治疗效果的生物标志物。重要的是，该团队确定了 RNA 结合蛋白（特别是 YBX1）参与了环状 RNA 分选进入 EVs 的机制。

结论：这项研究揭示了人类生物流体中广泛的 EV-circRNAs 库，为它们作为疾病生物标志物的潜力以及它们在 EVs 中的机制作用提供了见解。特定环状 RNA 的鉴定以及 RBP 介导的分选机制的阐明为 EV-circRNAs 在疾病诊断和治疗中的临床应用开辟了新途径。