环状RNA 在心血管疾病中的作用分析

颜秋文，邵国丰

作者单位： 315040 宁波，宁波市医疗中心李惠利医院

心血管疾病（CVD）是目前世界上发病率和死亡率最高的疾病之一。尽管在CVD的诊断、治疗和预后方面已经取得了一些进展，但仍需寻找新的生物诊断标志物和治疗方法，以降低CVD的发病率及死亡率[1-2]。CircRNA 是由套索驱动环状化或内含子对驱动环状化形成的RNA 分子环[3]。与线性RNA 不同，环状RNA具有稳定的圆形结构，不易被核酸酶降解。自1976年在植物病毒中发现了第一个circRNA[4]以来，一直被认为只是转录的副产物，没有重要的生物学功能。然而，最近许多研究表明，circRNA具有重要的生物学功能，其中就包括CVD 的调控[5]。

1 circRNA 与心肌梗死（MI）

Wu 等[6]发现MI 导致的心力衰竭中有独特表达模式的circRNA。Vausort 等[7]发现circRNA（MICRA）可用于预测MI后3 ～4个月左心室功能障碍。Huang等[8]发现超级增强子调控circNfix 的缺失通过抑制Ybx1 泛素依赖性，降解和增加miR-214 活性，促进MI 后心脏的再生修复和功能恢复，因此有可能成为改善MI 预后的一个有前景的治疗策略。Wang 等[9]发现circRNA（MFACR）通过直接靶向和下调miR-652-3p 调控心肌细胞（CMs）线粒体分裂和凋亡。在体内外，miR-652-3p 直接下调MTP18，减弱线粒体分裂、CMs 凋亡和MI。MFACR能直接隔离细胞质中的miR-652-3p 并抑制其活性。在CMs 和小鼠中MFACR的敲除可减弱线粒体分裂和MI。Zhou等[10]发现circRNA ACR 能通过Pink1/FAM65B通路的调节来抑制自噬减轻心肌缺血/再灌注损伤。Garikipati 等[11]发现circRNA CircFndc3b 通过FUS/VEGF-A轴调控MI 后的心脏修复。Wang 等[12]验证了沉默和过表达的circHIPK3 通过调控miR-29a 的表达，改变心脏内皮细胞增殖、迁移和管道形成。Wang 等[13]还发现M2 巨噬细胞来源的含circUbe3a 的小细胞外囊泡通过直接靶向miR-138-5p/RhoC 轴促进心肌成纤维细胞的增殖、迁移和表型转化，这可能加剧急性心肌梗死后的心肌纤维化。Cheng等[14]发现circRNA（POSTN）通过调控miR-96-5p/BNIP3 轴参与MI 后的心肌损伤和心脏重塑。

2 circRNA 与心肌肥厚

Yang 等[15]发现circRNA（wwp1）通过下调ANF 和miR-23a 轴发挥抑制心肌肥厚的作用。Lim 等[16]发现circRNA（circSlc8a1）可以作为miR-133a 在CMs中的内源性海绵。CircSlc8a1 的敲除可减轻由压力负荷引起的心肌肥厚[17]。Li等[18]发现circRNA_000203 通过抑制mir-26b-5p 和miR-140-3p 与Gata4 的结合加重心肌肥厚。Xu 等[19]发现circHIPK3作为miR-185-3p 的海绵调节心肌肥厚。

3 circRNA 与动脉粥样硬化

Yang 等[20]发 现 circRNA（circCHFR）在低密度脂蛋白氧化诱导的血管平滑肌细胞（VSMCs）中异常表达。在功能上，寡核苷酸转染沉默的circCHFR可抑制VSMC 的增殖和迁移能力。结构上，生物信息学工具和荧光素酶报告分析表明，circCHFR 作为miR-370 的海绵，而miR-370 能与FOXO1 的3’UTR相结合。此外，转录因子FOXO1 可以结合CCND1 mRNA 的启动子区域，促进Cyclin D1 的表达，阐明了circCHFR/miR-370/FOXO1/Cyclin D1 轴在动脉粥样硬化中可能存在的作用。Hall 等[21]发现circRNA（Lrp6）作为miR-145 的海绵，具有调节VSCMs 的作用，对动脉粥样硬化的发生发展有重要意义。Song 等[22]研究发现降低circRNA（ANRIL）的表达可减少VSMCs的凋亡和炎症因子表达，从而达到预防冠状动脉粥样硬化。Zhang等[23]发现hsa_circ_0003204通过miR-370-3p/TGF R2/phosph-SMAD3 轴抑制动脉粥样硬化中内皮细胞的增殖、迁移和管路形成。Zeng 等[24]发现circRNA（MAP3K5）是10 ～11 染色体移位-2（TET2）介导的VSMCs 分化的主要调控因子。针对CircMAP3K5/miR-22-3p/TET2 轴的研究可能为动脉粥样硬化在内的内膜增生相关疾病提供一种潜在的治疗策略。Yu 等[25]发现Hsa_circ_0030042 通过靶向eIF4A3调控异常自噬，保护动脉粥样硬化斑块稳定性。Xu 等[26]发现circDENND1B 通过miR-17-5p/Abca1 轴促进胆固醇外排，参与白细胞介素1B单克隆抗体的抗动脉粥样硬化作用。

4 circRNA 与肺动脉高压（PH）

Wang 等[27]使用circRNA 芯片分析来检测PH 缺氧诱导小鼠肺中circRNA 的差异表达谱，共鉴定出23个显著上调的和41个显著下调的circRNA。利用生物信息学工具构建circRNA - miRNAmRNA 网络，通过GO 和KEGG 富集分析获得推测的功能和通路，最后发现circRNA 的失调可能在缺氧诱导的PH 发病机制中发挥关键作用。Jiang 等[28]发现circRNA（Calm4）通 过 Circ-Calm4/miR-124-3p/PDCD6 轴调节缺氧诱导肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）焦亡，该发现有助于PH 的治疗。Guo 等[29]发现circRNA（ATP2B4）通过miR-223/ATR 轴促进PASMCs 的低氧诱导增值和迁移。miR-223 水平的恢复可能是治疗PH 的有效方法。Zhou 等[30]研究发现hsa_circ_0016070 在PH 的血管重构中通过miR-942/CCND1 轴促进PASMCs 的增殖。因此，has_circ_0016070 可能作为一种新的生物标志物用于PH 的诊断和治疗。Jin 等[31]发现hsa_circNFXL1_009 是PH 的关键调控因子，可能作为治疗PH的潜在靶点。

5 circRNA 与心脏瓣膜钙化

Wang 等[32]发现褪黑素在体内外通过CircRIC3/miR-204-5p/DPP4 轴介导的对瓣膜间质细胞成骨分化的抑制作用来抑制主动脉瓣的钙化。Yu 等[33]发现CircRNA TGFBR2/MiR-25-3p/TWIST1 轴调节人主动脉瓣间质细胞，可以延缓主动脉瓣钙化的进展。

6 circRNA 与心房颤动（AF）

Zhang 等[34]发现circRNA 相关的竞争性内源性RNA（ceRNA）网络可能通过改变钙离子和心肌收缩来影响非瓣膜性持续性AF（NPAF）的发生。CeRNA网络显示，NPAF 中失调的circRNA 可能参与了hsa-miR-208b 和hsa-miR-21的调控。该研究首次介绍了NPAF 中circRNA 相关的ceRNA 网络，这可能对AF 的发病机制有潜在的影响。Hu 等[35]研究了circRNA 在风湿性心脏病伴AF患者中的基因表达谱。Zhang 等[36]研究首次揭示了AF 患者和非AF 患者左、右心耳中circRNA 的表达谱，并对心耳中差异表达的circRNA 进行了鉴定、分析和验证。Ruan 等[37]发现AF 患者中存在差异表达的5个上调的和11个下调的circRNA被认为与AF相关，差异表达的circRNAs 可能与miRNAs 存在调控网络。Liu等[38]发现了两个房颤相关的ceRNA 调控网络 has-circ-100053-hsamiR-455-5p-TRPV1 和hsa-circ-005843-hsa-miR-188-5p-SPON1。Wu 等[39]发现mmu_circ_0005019 在AF发生过程中发挥了保护作用，并可能成为AF 治疗的一个有吸引力的候选靶点。Chao 等[40]通过生信分析构建了circRNA-miRNAmRNA 调控网络，发现了自噬相关基因以及相关circRNA 在AF 中发挥的潜在作用。Gao 等[41]发现hsa_circ_0004104可能通过靶向MAPK 和TGF- 通路促进心肌纤维化，是持续性AF 的潜在调控因子和生物标志物。

7 总结和展望

circRNA 与CVD 相关的研究日益增多，且已经发现了多个circRNA 在CVD 中发挥重要作用。然而，目前的研究仍有一定的局限性。首先，目前的大部分实验筛选出的circRNA 多是通过RNA 测序获得，需进一步验证，包括对目标环状的敲除和过表达等。其次，目前的实验大多仍停留在基因、细胞层面，以后仍需通过组织和动物实验进一步验证，才能应用于临床。最后，circRNA 在CVD中的作用是不可估量的，希望今后的研究可以发现更多的作用，为疾病的诊断及治疗带来新的策略。