环状RNA circACSL1通过海绵吸附miR-8055并调节MAPK14表达加重心肌炎症和心肌损伤

Circular RNA circACSL1 aggravated myocardial inflammation and myocardial injury by sponging miR-8055 and regulating MAPK14 expression.

作者信息Li Zhang, Bo Han, Huanlong Liu, Jing Wang, Xinxin Feng, Wei Sun, Dongxiao Cai, Hailin Jia, Diandong Jiang
PMID33986259
发布时间2021-05-13
DOI10.1038/s41419-021-03777-7

实验完整度

中

研究包含临床样本检测、细胞功能实验(过表达/敲低)、机制验证(荧光素酶报告、RNA pull-down、FISH)及救援实验,但缺少动物体内模型验证。

主要模型

人心肌细胞系AC16 心肌炎患者外周血样本 扩张型心肌病(DCM)患者外周血样本

重点核对

LPS诱导浓度:10 μg/ml 慢病毒感染复数:MOI=20 嘌呤霉素筛选浓度:5 μg/mL 临床样本量:MC组22例,对照组20例,DCM组25例 统计分析:至少三次独立重复实验,p<0.05

摘要

心肌炎(MC)是一种常见的、可能危及生命的心肌炎症性疾病。越来越多的证据表明,丝裂原活化蛋白激酶14(MAPK14)参与MC的发病机制。然而,MAPK14的上游调控因子仍不清楚。环状RNA(circRNA)已被确定在心血管疾病的病理生理学中发挥重要作用。然而,circRNA在MC中的临床意义、生物学功能和调控机制仍知之甚少。在本研究中,我们确定了一个新的circRNA,circACSL1(ID: hsa_circ_0071542),它在MC急性期显著上调,其表达动态变化与MC的进展相关。我们使用脂多糖(LPS)诱导人心肌细胞(HCM)系产生炎症反应,用于体外和细胞内实验。检测促炎因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)、心肌损伤标志物(cTnT、CKMB和BNP)、细胞活力和细胞凋亡,以评估心肌炎症和心肌损伤的程度。随后进行了功能实验,包括功能获得和功能丧失实验,以研究circACSL1的促炎作用。结果表明,circACSL1可加重HCM的炎症、心肌损伤和凋亡。机制上,circACSL1作为miR-8055结合位点的海绵,调节下游靶标MAPK14的表达。此外,miR-8055的过表达挽救了circACSL1对HCM的促炎作用,circACSL1诱导的MAPK14上调被miR-8055过表达减弱。敲低circACSL1或过表达miR-8055可减轻心肌炎症和心肌损伤水平,而这些效应可被MAPK14过表达所挽救。总之,我们的研究表明,circACSL1通过竞争性吸附miR-8055从而上调MAPK14表达,加重心肌炎症和心肌损伤。此外,circACSL1可能代表MC精确诊断的潜在新型生物标志物,并为MC治疗提供有希望的治疗靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
circACSL1是否通过miR-8055/MAPK14轴参与心肌炎的发病和进展,并可作为诊断生物标志物。
核心机制
circACSL1通过海绵吸附miR-8055,解除其对MAPK14的抑制,从而上调MAPK14表达,加重心肌炎症和心肌损伤。
主要证据
临床样本中circACSL1上调、miR-8055下调、MAPK14上调;LPS诱导HCM模型中功能实验和救援实验证实circACSL1的作用,并通过荧光素酶报告、RNA pull-down和FISH验证分子结合。
研究意义
circACSL1可能作为MC诊断和鉴别诊断(区别于DCM)的新型生物标志物,并为MC治疗提供潜在靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本检测circACSL1表达

评估circACSL1在MC患者中的表达水平及其与疾病进展的关系。

收集MC、对照和DCM患者外周血,提取白细胞RNA,通过qRT-PCR检测circACSL1表达,并分析其与临床指标的相关性。

2

LPS诱导HCM炎症模型

建立体外心肌炎症模型,用于研究circACSL1的功能。

HCM细胞(AC16)经LPS处理诱导炎症,检测炎症因子、心肌损伤标志物、细胞活力和凋亡。

3

circACSL1功能获得和丧失实验

验证circACSL1对心肌炎症、心肌损伤和凋亡的影响。

通过慢病毒过表达或shRNA敲低circACSL1,检测细胞活力(CCK-8)、炎症因子和心肌损伤标志物(qRT-PCR、ELISA)及凋亡(流式)。

4

分子机制验证

验证circACSL1是否通过海绵吸附miR-8055调控MAPK14。

通过RNA pull-down、FISH、双荧光素酶报告基因等实验验证circACSL1与miR-8055的结合,以及miR-8055与MAPK14 3'UTR的结合。

5

救援实验

验证circACSL1通过miR-8055/MAPK14轴发挥功能。

共转染circACSL1和miR-8055或MAPK14,观察能否逆转circACSL1敲低或过表达的效果。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基Invitrogen--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素HyClone--
脂多糖Sigma--
嘌呤霉素----
SparkZol试剂SparkJade--
TRIzol试剂----
Evo M-MLV反转录预混液ACCURATE BIOTECHNOLOGYAG11706
Mir-XTM miRNA第一链合成试剂盒Takara--
SYBR Green预混液Pro Taq HS qPCR试剂盒ACCURATE BIOTECHNOLOGYAG11701
LightCycler480系统Roche Diagnostics--
细胞计数试剂盒(CCK)-8Dojindo--
酶标仪Bio-Tek InstrumentsEL340
Annexin V-PE/7AAD试剂盒BD Biosciences--
BD LSRFortessaTM流式细胞仪BD Biosciences--
ELISA试剂盒BD Biosciences--
ELISA试剂盒Elabscience--
RNA-FISH试剂盒GenePharma--
荧光显微镜OLYMPUSBX63
双荧光素酶检测试剂盒PromegaE1910
RNA反义纯化试剂盒Bersin Bio--
RIPA裂解液Beyotime--
蛋白酶抑制剂混合物Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒Solarbio--
兔抗MAPK14抗体Abcam--
兔抗微管蛋白抗体CST--
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG二抗Proteintech--
RNase RGeneseed Biotech--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床样本采集
患者纳入标准、样本类型、样本量
阅读提示:Materials and methods- Patients and peripheral blood samples
细胞培养与炎症诱导
细胞系、培养基、LPS浓度和处理时间
阅读提示:Materials and methods- Cell culture and construction of cell inflammatory model
慢病毒转染
MOI、转染时间、筛选浓度
阅读提示:Materials and methods- Lentiviral transduction
基因表达检测
引物序列、内参基因、定量方法
阅读提示:Materials and methods- RNA extraction and qRT-PCR analysis, 补充文件6
机制验证
探针序列、载体构建、检测方法
阅读提示:Materials and methods- RNA FISH, Dual-luciferase reporter assay, RNA pull-down