环状RNA(circ_0127646)在钙化性主动脉瓣疾病中的作用及分子机制研究

Calcified aortic valve disease (CAVD) is a valvular heart disease characterized by valve thickening and calcification. The transdifferentiation of valve interstitial cells into osteoblasts is the key of valve calcification and regulated by variety genes and signaling pathways. CircRNA is a non-coding RNA with a stable cyclic structure that discovered as a potential therapeutic target for many diseases. Our previous study found that the expression of circ_0127646 in calcified valve tissue was significantly reduced. Additionally, knockdown circ_0127646 can significantly accelerate osteogenic differentiation. Based on the competitive endogenous RNA mechanism of circRNA and bioinformatics analysis and combined with previous experiments, we proposed a scientific hypothesis “circ_0127646 regulates osteogenic differentiation of valve interstitial cells through competitive binding to miR-22 and participates in the development of CAVD”.Therefore, we intend to clarify the correlation between circ_0127646 levels and valve calcification by the cellular, animal and clinical level to determine the molecular mechanism of circ_0127646 to regulate osteogenesis transdifferentiation of valve interstitial cells. The results may be helpful in finding potential therapeutic targets for drugs to control or delay valve calcification.

钙化性主动脉瓣疾病(CAVD)是以瓣膜增厚、钙化为特征的心脏瓣膜病。瓣膜间质细胞向成骨细胞转分化是瓣膜钙化的关键环节，受到多种信号通路的调控。CircRNA是近期发现的一类具有稳定环状结构的非编码RNA，是诸多疾病的潜在治疗靶点。我们前期研究发现circ_0127646在钙化瓣膜组织中表达明显降低；瓣膜间质细胞中敲低circ_0127646表达明显加速其成骨分化进程。基于circRNA的竞争性内源RNA作用机制和生物信息学分析的结果，结合前期实验发现，我们提出“circ_0127646通过竞争性结合miR-22调节瓣膜间质细胞成骨转分化，参与CAVD发生发展”的科学假设，因此我们拟通过细胞、动物和临床水平，明确circ_0127646水平与瓣膜钙化的相关性，确定circ_0127646调节瓣膜间质细胞成骨转分化的分子机制，研究结果将为控制或延缓瓣膜钙化药物研发提供新的靶点。

钙化性主动脉瓣疾病(CAVD)是以瓣膜增厚、钙化为特征的心脏瓣膜病。瓣膜间质细胞向成骨细胞转分化是瓣膜钙化的关键环节，受到多种信号通路的调控。CircRNA是近期发现的一类具有稳定环状结构的非编码RNA，是诸多疾病的潜在治疗靶点。本项目在前期实验发现的基础上，探索了circ_0127646在瓣膜间质细胞成骨转分化和瓣膜钙化过程中的作用和分子机制。.本项目基本按计划书完成研究任务，主要研究结果包括：(1) circ_0127646的表达在钙化瓣膜组织中明显降低，但在不同钙化程度的瓣膜组织中无明显差异。瓣膜间质细胞钙化诱导3天后，circ_0127646的表达明显降低，且在随后时间内均保持低表达水平。(2) 抑制circ_0127646的瓣膜间质细胞细胞在5天后，细胞已明显钙化，钙化进程明显早于对照组。钙化结节、钙离子含量以及ALP活性均显著增强，成骨标志物的表达水平也明显提高。(3) 通过生物信息学预测，结合荧光素酶报告基因等方法验证circ_0127646可作为内源性竞争RNA参与miR-22对靶基因的调控，在确认CAB39作为miR-22促进瓣膜间质细胞钙化的靶基因之后，进一步发现抑制瓣膜间质细胞中circ_0127646的表达后，miR-22对CAB39蛋白表达的抑制作用显著增强。(4)在瓣膜钙化的动物模型及临床样本中，确认了钙化瓣膜组织中circ_0127646和CAB39的表达降低，而miR-22表达明显升高，且CAB39蛋白的表达水平与瓣膜钙化的严重程度明显负相关。.此外还参与多种心血管疾病发病的机制探索。包括：(1)NEDD4参与调节Ang II诱导心肌细胞自噬活力的作用和机制；(2) TGF-β1诱导心肌成纤维细胞分化过程中差异表达的miRNA分析；(3) 超保守转录本uc.242参与调控Ang II诱导的心肌细胞肥厚；(4) DEHP诱导斑马鱼胚胎发育过程中心脏环化异常的作用和机制；(5) B型主动脉夹层发病过程中参与基质降解调节的lncRNA分析；(6) 全反式维甲酸在防治移植静脉狭窄中的作用和机制；(7) Oct4调节血管平滑肌细胞过度增殖和迁移中的作用和机制。.项目执行期间，共发表SCI论文8篇，授权国家发明专利1项。