circRNA_88704/miR-138-5p/ENG轴调控糖尿病心肌纤维化的分子机制

Cardiac fibrosis is the critical pathogenesis for heart failure in diabetic cardiomyopathy. TGF-β signal is the common pathway in mediating fibrogenesis induced by multiple factors. Endoglin is an auxiliary type Ⅲ receptor participating in TGF-β signal transduction. It is highly expressed in cardiac fibroblasts, but not in cardiomyocytes. Reduced endoglin activity limits cardiac fibrosis and improves survival in heart failure. In the pilot study, we have found that circRNA_88704 was up-regulated in the heart of DCM mice by Arraystar circRNA chip assay. We further demonstrated that circRNA_88704 was derived from the ENG gene that encodes endoglin. Bioinformatics analysis showed that circRNA_88704 was highly matched with miRNA-138-5p in ENG 3’-UTR domain. We speculated that circRNA_88704 may up-regulate the expression of ENG through sponge adsorption of miRNA-138-5p and thus promote the formation of cardiac fibrosis in diabetes. This study will provide new target and a new biomarker for selective inhibition of TGF-β signaling pathway to prevent, diagnose and treat DCM.

心肌纤维化是糖尿病心肌病（DCM）导致心力衰竭的主要发病机制。TGF-β信号是多种因素诱导心肌纤维化的共同通路。Endoglin是介导TGF-β信号转导的辅助Ⅲ型受体，选择性高表达于心肌成纤维细胞，抑制它的作用可显著限制心肌纤维化，改善心衰病人预后。我们在DCM小鼠心脏中发现显著上调的circRNA_88704来源于编码endoglin的亲本基因ENG，生物信息学分析显示它与包含ENG结合域的miR-138-5p高度匹配。据此，我们推测“circRNA_88704通过海绵吸附miR-138-5p而上调ENG表达，促进糖尿病心肌纤维化的形成”。本课题拟从细胞到整体，采用RIP、FISH、双荧光素酶等技术，揭示circRNA_88704、miR-138-5p、ENG之间的相互作用。该课题将为心脏中靶向endoglin选择性抑制TGF-β信号通路提供新思路，为诊断和防治DCM提供新的生物标记物。

背景:心肌纤维化是糖尿病性心肌病的重要病理特征之一，也是心力衰竭的重要诱因。Endoglin是一种同型二聚体糖蛋白，作为TGFβ1的辅助受体，在心脏成纤维细胞中通过参与TGFβ/Smad2/3信号通路影响I型胶原的合成，进而影响心脏重构中的纤维化形成。然而，糖尿病性心肌病(DCM)中endoglin调控心肌纤维化的分子机制尚不清楚。.目的:探讨hsa_circ_0088704/miR-138-5p/ENG轴在糖尿病性心肌病中的作用及其分子机制。.方法: 为了评价endoglin在糖尿病性心肌病中的作用，我们构建了Eng+/-杂合子小鼠，并采用高脂饲料配合STZ诱导建立了糖尿病性心肌病模型。采用超声心动图监测左心室功能，利用HE染色、Masson染色和Sirus Red染色观察并评价心肌组织结构和胶原蛋白生成的变化。.为了进一步探讨endoglin对糖尿病性心肌纤维化影响的分子机制，我们通过生物信息学方法分析发现circRNA_88704来源于编码endoglin的亲本基因ENG，且该circRNA与包含ENG结合域的miR-138-5p高度匹配；为了验证是否hsa_circ_0088704/miR-138-5p介导endoglin在糖尿病性心肌病中的作用，我们使用TGFβ1处理人心脏成纤维细胞(HCFs)并转染相应的circRNA和miRNA，通过免疫荧光技术观察两者在HCFs中的定位，验证二者可能存在的互作关系；通过circRNA或miRNA的过表达或沉默等手段，利用RT-PCR和免疫印迹技术检测hsa_circ_0088704和miR-138-5p在HCFs中对ENG基因表达和胶原合成的影响；使用尾静脉注射AAV9-miR-138-5p在糖尿病小鼠强制表达miR-138-5p的方法，在体进一步验证miR-138-5p对endoglin的抑制作用以及对糖尿病小鼠心功能和心肌纤维化的影响。最后，我们在来源于人的心肌组织和HCFs中鉴定来源于人ENG基因的hsa_circ_0088704，并证明它与miR-138-5p的互作关系。.结果:我们在小鼠心脏和HCFs中证明，减少endoglin的表达可以改善糖尿病性心肌病小鼠的心肌纤维化和左心室功能，而上调miR-138-5p的表达可以得到相似作用，这一作用与经典TGFβ/Smad2/3信号通路的下调密切相关，我们在HCF