环状RNA-mm9- circ-008009募集miRNA-471-3p在糖尿病心肌细胞焦亡中的作用

Pyroptosis is identified as a new patholpgy of diabetic cardiomyopathy. In our previous research, it was identified that circular RNA mm9-circ-008009 expression was downregulated in diabetic cardiomyopathy detected by microarray. Beside, mm9-circ-008009 can bind miR-471-3p predicted by bioinformatics. The aim of this research is to explore the role of mm9-circ-008009 on the diabetic cardiomyopathy development and the properble mechanism (recruiting miR-471-3p) by multiple molecular biological methods including RIP, FISH, CRISP/Cas9 and cardiomypcytes treated by AGEs in in vitro researches. And it mediates the effect of AGEs on the pyroptosis of cardiomyopathy via SIRT1/Foxo3a. This research is beneficial to study the function of circRNA in the development of diabetic cardiopyopathy, which can provide a new possibility of treatment of diabetic cardiomyopathy.

心肌细胞焦亡是诱导糖尿病心肌病发生与发展的新原因之一。本研究前期通过高通量筛选发现环状RNA mm9-circ-008009表达变化与糖尿病心肌病的发生密切相关。且结合生物信息学分析发现mm9-circ-008009能结合miR-471-3p。本项目拟探讨mm9-circ-008009对糖尿病心肌细胞焦亡的调节作用及机制（募集miR-471-3p），并运用RIP、FISH等多种分子生物学手段、CRISPR/Cas9基因编辑系统建立的模式动物（基因敲除、敲入）与心肌细胞体外培养（糖基化终末产物AGEs诱导损伤相结合），并阐述其介导AGEs诱导心肌细胞焦亡的可能机制（SIRT1/Foxo3a）。本项目有助于揭示circRNA对糖尿病心肌病的发生的调节机制，为寻找新型延缓糖尿病心肌病发展的治疗方法提供新的思路与依据。

随着二代测序技术的进展，大量非编码RNA被发现且被证实在生理和病理情况下能发挥重要功能。环状RNA（circular RNA，circRNA）是非编码RNA的其中一种，已有多种环状RNA在心血管疾病的发病和治疗中发挥着重要的作用。目前我国已有2亿糖尿病（diabetes mellitus，DM）患者，是引起心血管和神经系统的慢性损伤是其主要的并发症和死亡原因。因此，探讨新型的DM心血管和神经并发症的相关发病机制是发现有效治疗药物靶点的重要目的。本课题组通过高通量筛选，在DM引起不同组织器官损伤，包括心脏、血管和脑组织都有不同的circRNA的表达。本课题组在db/db小鼠心脏组织中，通过microarray筛选出了mm9-circ-008009，发现该circRNA与糖尿病心肌病（diabetic cardiomyopathy，DCM）呈负相关，而人源性的hsa-circ-0131202被鉴定为同源circRNA，因此我们将其统一命名为糖尿病诱导相关环状RNA（diabetes induced circulation related circular RNA，DICAR）。我们同时构建了DICAR+/-和DICAR-Tg小鼠，发现DICAR+/-能诱导出生后2月龄-4月龄小鼠心功能障碍，而DICAR-Tg小鼠能明显改善T2DM诱导的心功能障碍。本研究中，我们也发现了DICAR的junction位点前后26个碱基组成的片段为该circRNA的有效片段（DICAR-JD）抑制心肌细胞焦亡引起的DCM。通过CHIRP-MASS实验，我们发现DICAR可以和VCP蛋白高度结合，而在DM时，其结合能力增加，VCP协助泛素化蛋白降解系统，引起Med12蛋白表达下降，引起心肌细胞焦亡。本项目揭示了AGEs抑制心肌细胞中DICAR表达下降，从而降低DICAR与VCP之间的结合，促进VCP作为分子伴侣结合泛素化的Med12,使其在内质网中通过蛋白泛素化降解系统而表达下降，引起心肌细胞焦亡；其中发挥关键作用的部位为DICAR成环部位（DICAR-JD）。