LncRNA H19介导miR-107/HIF-1β轴调控血管内皮细胞损伤后修复作用研究

Long non-coding RNA can interact with miRNA as a competitive endogenous RNA, and control the post-transcriptional regulation of miRNA involved in the regulation of target gene expression, but the mechanisms of the vascular endothelial injury in atherosclerosis is unclear. We have confirmed that the expression level of lncRNA H19 in human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) was decreased, whereas miR-107 expression level was increased under the condition of hypoxia; furthermore, lncRNA H19 could decrease miR-107 expression level by “absorbing” miR-107 directly. It suggests that lncRNA H19 could regulate the post-transcription of target genes of miR-107, which affects endothelial cell repair after injury. We hypothesize that, lncRNA H19 down-regulates the binding of miR-107 with mRNA 3'UTR of HIF-1β, ultimately regulating endothelial repair process. In this study, we intend to clarify the regulation mechanism of lncRNA H19 to miR-107 / HIF-1βaxis on the vascular endothelial repair after injury at the molecular, cellular, animal and patients levels, then offer new perspectives and ideas for endothelial repairation in atherosclerosis.

长链非编码RNA作为竞争性内源性RNA，参与miRNA对靶基因的转录后调控，但在动脉粥样硬化血管内皮损伤中的作用尚不明确。课题组前期实验证实：（1）缺氧条件下，人脐静脉内皮细胞（HUVEC）中lncRNA H19表达下降，miR-107表达增加；（2）lncRNA H19可直接吸附miR-107，降低 HUVEC中miR-107的表达。提示lncRNA H19可通过miR-107调控靶基因的转录后翻译，进而影响内皮细胞损伤后修复过程。由此提出假说，lncRNA H19通过ceRNA机制，下调miR-107与HIF-1βmRNA 3’UTR的结合，调控 HIF-1β的表达，影响血管内皮损伤后修复的进程。本项目拟从分子、细胞、动物以及临床等多个层面，阐明lncRNA H19介导miR-107/HIF-1β轴调控血管内皮细胞损伤后修复作用及分子机制，为动脉粥样硬化内皮修复提供新的观点和思路。

本项目课题组通过分析临床冠心病患者与健康对照者外周血中非编码RNA差异表达，发现冠心病患者外周血中lncRNA H19表达减低，而miR-107表达水平相应升高。课题组构建了能够沉默和过表达lncRNA H19 基因的慢病毒载体，分别摸索出高效抑制和上调lncRNA H19 表达的最佳转染条件，以及明确了miR-107过表达可发挥抑制HUVEC的增殖、促进细胞凋亡，以及抑制内皮细胞血管新生作用。另外，44例临床冠脉完全闭塞（CTO）患者，根据其侧枝循环丰富程度分为优势组和劣势组，通过比较2组患者血清中的Endocan因子表达水平显示，优势组Endocan因子表达水平明显高于劣势组。进一步研究发现，Endocan因子可改善小鼠下肢缺血的血流灌注水平，提示Endocan因子具有促进血管新生作用，有望改善冠心病患者冠脉血流情况。进一步深化了该课题研究，部分结果已发表核心期刊文献和相关SCI论文已修回。.课题组通过分析高脂喂养16周以上的ApoE-/-小鼠外周血和腹主动脉斑块上非编码RNA差异表达，发现ApoE-/-小鼠外周血和腹主动脉斑块上lncRNA AK044029的表达均明显上升，这在文献中暂无相关报道。慢病毒沉默lncRNA AK044029的表达后，高脂喂养的ApoE-/-小鼠腹主动脉斑块面积较对照组明显降低。体外实验证实沉默lncRNA AK044029后，可降低IL-1β、cas-1 P20等多种致炎因子的表达水平，有效减轻ox-LDL致平滑肌细胞动脉粥样硬化程度。提示lncRNA AK044029有望成为临床干预动脉粥样硬化相关疾病的治疗靶点，该部分研究内容正在SCI文章投稿。.本课题具体实施的3年研究中，也时常发现发现体内与体外非编码RNA分子研究结论存在差异的情况。这也侧面证实了其机制研究的复杂性和多样性，后续更加深入的研究必不可少，该领域真正实现临床应用仍需要有显著突破性研究结果才有希望。