Circ Res|血管平滑肌細胞富含作為miRNA-145海綿的Circ_Lrp6

研究背景

microRNA(miRNA)通過抑制靶基因的翻譯來調節基因表達。之前的工作已經確定了miRNA在調節血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)活性中的作用。環狀RNA(circRNA)是否參與VSMC中miRNA活性的調節尚不清楚。

研究目的

識別與VSMCs富含的miRNA相互作用并調控細胞活性的circRNA。

研究方法和結果

1)公共數據挖掘

已發表人VSMCs RNA-seq數據鑒定所有VSMCs生物學重復中共有的穩健表達的circRNA;

2)RNA-seq

小鼠主動脈的三個生物學重復(RNA提取前去除了內膜和外膜層),鑒定人類和小鼠VSMCs之間保守的circRNA;

3)靶向miRNA分析

對于之前在VSMC具有重要生物學作用的miRNA,至少包含其中2個miRNA的保守結合位點:只有一個circRNA具有miR-145-5p結合位點,在小鼠和人之間是保守的。(小鼠中已被命名為circ_1529,人類中命名為circ_8932,其來源基因為Lrp6,其至少具有7個miR-145-5p結合位點)

4)驗證VSMC中富含circ_Lrp6

divergent primer擴增cDNA和gDNA,驗證其來源于可變剪接;RNAse R抗性檢測;放線菌素D處理抑制轉錄證實circRNA的穩定性(更長的turn-over時間);qRT-PCR檢測各組織中circ_Lrp6表達水平并結合RNA-seq數據進行分析:circ_Lrp6和Lrp6在血管中富集。

5)Circ_Lrp6是miR-145的海綿分子

共定位實驗:若二者互作應共定位,原位雜交和核/細胞質分離評估它們在小鼠原代VSMC中的定位,在細胞質中高度富集;

評估circ_Lrp6對miR-145活性影響:構建circ_Lrp6過表達和shRNA載體,雙熒光素酶報告基因試驗,證實circ_Lrp6對Itgβ8等miR-145各靶基因的作用直接依賴于miR-145與共靶mRNA 3’UTR的結合。

circ_Lrp6與miR-145直接結合:AGO2 IP實驗驗證二者與AGO2結合(circRNA與miRNA的結合由AGO2介導);RIP實驗驗證二者之間直接結合;等。

6)circ_Lrp6在VSMC中的生物學作用

LOF和GOF實驗:劃痕實驗等證實circ_Lrp6沉默降低遷移能力和損害細胞增殖,增加了VSMC分化標志物平滑肌肌動蛋白和轉運蛋白。rescue實驗進一步證實上述發現;

血小板衍生生長因子(PDGF-BB)和轉化生長因子(TGF-β)分別處理VSMC,在TGF-β處理的細胞中circ_Lrp6和miR-145表達之間存在負相關。

驗證circ_Lrp6和miR-145表達是否隨病理改變:缺氧有助于血管疾病的發病機理,缺氧與強烈下調的miR-145相關。

7)Circ_Lrp6與血管疾病

不同病理狀況circ_Lrp6和miR-145表達分析:例如動脈粥樣硬化血管患者中,miR-145的表達顯著降低,但circ_Lrp6沒有顯著變化,在復雜的病理學中兩個ncRNA在基因表達方面解離。

評估circ_Lrp6調節是否可能影響小鼠血管損傷模型中的病理反應,檢測了在ApoE-/-小鼠頸動脈狹窄模型中特異性敲低circ_Lrp6的抗增殖作用。

綜上,兩種ncRNA在小鼠和人類疾病的血管病變中受到不同的調節,并且circ_Lrp6的調節可能影響血管疾病的發展。

 

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