环状rna通过与蛋白pdk1和akt互作促进心肌修复-凯发app

环状rna通过与蛋白pdk1和akt互作促进心肌修复

作者所在课题组主要从事microrna和circrna在心脏疾病发生发展过程中的分子机制研究。近期，其实验室用arraystar circrna芯片对不同年龄段的心肌病组织样本进行筛查，发现在新生儿心肌病组织中高表达的circ-amotl1通过与蛋白pdk1和akt的互作在心肌修复过程中发挥积极作用。该文章发表在国际期刊theranostics上（影响因子8.712）。（芯片实验由数谱生物提供技术服务）

研究背景：
       据who统计，缺血性心脏病是导致死亡的主要原因之一。虽然心肌在梗死后具有一定的再生能力，但这有限的重塑性通常是不够的。心肌损伤可诱导心肌细胞和心肌成纤维细胞衰老和死亡。死细胞逐渐取代纤维瘢痕，扰乱正常的心室结构和功能。至关重要的是，心肌的年龄增长或衰老降低了其重塑再生的能力，这又进一步加剧了心血管疾病和损伤的风险。理解心脏重塑和心衰老的分子基础，对于这个严重的疾病的治疗和发展十分关键。

        akt在细胞增殖、生存和凋亡等多种细胞过程中起着重要作用。正常情况下，akt在细胞质中处于非激活状态。磷酸肌醇依赖蛋白激酶（pdk）可以磷酸化akt，使其成为pakt，进入细胞核发挥调控作用。杨教授最近发现一类新非编码 rna（circrna）可能在心脏重塑的细胞周期进程中起着至关重要的作用。杨教授已经发现有些circrnas已经证明可以发挥mirna海绵作用，但大部分的作用机制尚不清楚。之前研究发现，circ-foxo3在衰老表型受伤的心肌中高表达并且可以导致衰老。杨教授推测，circrnas可能在调节心肌组织再生中发挥重要作用。

研究思路：
       为了研究circrna在心肌修复中发挥的作用，作者选取了3个新生儿心肌病及3个老年心肌病混合组织样本运用美国arraystar circrna芯片进行高通量筛选。从样本中筛选到具有两倍以上差异的分子，并从中挑选了宿主基因在心肌病中有报道的circ-amotl1分子作为后续研究的指标。circ-amotl1在新生儿心肌样本中显著高表达，其来源于amotl1基因（angiomotin-like 1）的第三外显子，为单一外显子形成的circrna分子。qpcr验证表明，随着年龄的增加，circ-amotl1的表达呈现逐渐下降趋势。

       在功能研究方面，作者构建circ-amotl1过表达载体，在mcf7和ypen等多个细胞系中验证，发现该circrna可促进细胞增殖并抑制凋亡。针对circ-amotl1进行rnai则抑制增殖并促进凋亡。在四环素（dox）诱导的心肌病小鼠模型中，对小鼠注射circ-amotl1质粒能够显著缓解心肌症状。

       在分子机制方面，文章重点验证了过表达circ-amotl1会引起pakt增多，并且抑制akt会抑制circ- amotl1对细胞增殖的影响。进一步，作者通过rip实验拉取circ-amotl1的复合物，证明其不是通过mirna海绵来发挥作用，而是通过结合akt和pdk1，激活akt通路，促进其入核调控来发挥作用。

研究路线：

结果展示：

图一：arraystar cricrna芯片筛选的差异circrna聚类图

图二：circ-amotil在基因组中与宿主基因amotl1的位置关系示意图

图三：qpcr验证circ-amotil在新生儿中高表达，随着年龄升高表达降低

图四：circ-amotil1通过结合akt和pdk1,促进akt磷酸化及转运入核，从而促进心肌细胞增殖

研究意义：
本文通过arraystar circrna芯片对不同年龄病人的心肌组织进行筛选，探究了circrna在心肌修复中的作用。研究表明，circ-amotl1是新生儿心脏中高表达分子并可以增强心肌功能。circ-amotl1通过结合akt和pdk1，诱导akt磷酸化和pakt核转运，激活akt信号通路，促进细胞存活和增殖，并在doxs诱导的心肌病中起到保护作用。circ-amotl1可作为心肌修复潜在治疗剂。

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