江苏省人民医院贾恩志教授团队揭示环状RNA circZBTB46在冠心病诊断中的作用及功能机制

作为心血管疾病的最主要的形式，冠心病(coronary artery disease, CAD)是影响全球人类健康的最主要的心血管疾病之一，由于其诊断的延迟与严重的并发症，CAD在全世界范围内造成了沉重的经济负担。传统导致冠心病发病的外部危险因素包括高血压、血脂异常、糖尿病、肥胖和不良的生活方式等。近期研究显示，环状RNA (circRNA)是CAD的重要调控因子，不仅可以作为CAD的新的诊断标志物，而且可以作为治疗靶点。然而，circRNA在CAD中的作用和分子机制尚未完全阐明。因此，进一步深入探讨CAD中circRNA的表达和功能，尤其是circRNA在CAD发生发展中的功能和作用机制，是亟待解决的一个重要问题。

2023年5月9日，江苏省人民医院(南京医科大学第一附属医院)心血管内科贾恩志教授课题组在European Journal of Pharmacology在线发表了题为“Detailed profiling of m6A modified circRNAs and synergistic effects of circRNA and environmental risk factors for coronary artery disease”的研究论文，揭示了hsa_circHECTD1和hsa_circZBTB46在CAD患者中显著升高，hsa_circZBTB46与冠心病的发病有很强的相关性，可作为CAD潜在的诊断生物标志物，并且hsa_circZBTB46与高血压的协同作用可增加冠心病的发病风险。

此外，2023年11月21日，该团队在生物医学1区杂志Immunity & Ageing期刊上发表了题为“Circular RNA ZBTB46 depletion alleviates the progression of Atherosclerosis by regulating the ubiquitination and degradation of hnRNPA2B1 via the AKT/mTOR pathway”的文章，进一步揭示了高保守性的环状RNA circZBTB46在调控动脉粥样硬化病程及体外细胞功能的作用，并深入探讨了其潜在的机制，为动脉粥样硬化潜在的诊断生物标志物和治疗新靶点提供了实验依据。同时hsa_circZBTB46的分子功能已获得国家知识产权局发明专利授权，专利号：ZL202211326866.2；授权公告日：2023年07月25日；授权公告号：CN115851907B。

首先，研究者通过对人冠状动脉平滑肌细胞(HCASMC)增殖迁移模型进行circRNA测序及MeRIP-seq，在对RNA-seq和MeRIP-seq数据以及与CAD相关的宿主基因进行综合分析后，选择了四个候选circRNAs，并在CAD (n=125)和对照组(n=33)的人类样本中进行进一步评估。研究结果表明，hsa_circHECTD1和hsa_circZBTB46在CAD患者中显著升高(p值分别为0.039和0.014)，可能作为CAD潜在的诊断生物标志物。统计学结果显示，hsa_circHECTD1和hsa_circSEC62分别与甘油三酯(TG) (r=0.213, p值=0.014)和Gensini评分(r=0.349, p值<0.001)呈正相关。Logistic回归结果显示，hsa_circZBTB46与冠心病的发病有很强的相关性，circRNAs与高血压的协同作用可增加冠心病的发病风险。因此，hsa_circHECTD1和hsa_circZBTB46可能成为进一步研究的新靶点，并为circRNAs在CAD发病机制中的作用提供新的线索。

为了进一步阐明circZBTB46在冠心病进展中的作用及机制，研究者首先通过同源性比对序列发现circZBTB46在人和小鼠中高度保守。通过检测人冠状动脉标本中circZBTB46的表达，发现circZBTB46在晚期动脉粥样硬化标本中表达显著增加。同时，利用高脂喂养ApoE^-/-小鼠构建了动脉粥样硬化模型，进一步发现circZBTB46在小鼠动脉粥样硬化的斑块中表达也是明显增加。体内沉默circZBTB46的表达可以显著减少动脉粥样硬化斑块面积，减轻动脉粥样硬化的进展，为动脉粥样硬化的治疗提供了新的潜在靶点。

鉴于内皮细胞和平滑肌细胞在CAD发生发展中的作用，研究者进一步研究了circZBTB46对内皮细胞和平滑肌细胞功能的影响。通过CCK-8、Transwell和细胞划痕试验以及流式细胞术发现，沉默circZBTB46可抑制细胞的增殖和迁移，并诱导细胞凋亡，为理解CAD的发展提供了重要线索。

在机制上，研究者通过RNA pull down和质谱分析鉴定出hnRNPA2B1是其重要的结合蛋白，并进一步验证了circZBTB46和hnRNPA2B1的结合关系。FISH证实了circZBTB46和hnRNPA2B1在人冠状动脉和细胞中的共定位。使用catRAPID和HDOCK网站进一步预测hnRNPA2B1和circZBTB46的结合位点。通过体外过表达或敲低circZBTB46，研究者发现体外沉默circZBTB46可显著下调hnRNPA2B1蛋白的表达，过表达circZBTB46可提高hnRNPA2B1蛋白的表达水平。然而，qRT-PCR分析表明，circZBTB46对hnRNPA2B1的mRNA水平没有影响。进一步研究发现，circZBTB46可以与hnRNPA2B1相互作用，并通过泛素-蛋白酶体途径抑制其降解从而调节细胞功能和动脉粥样硬化斑块的形成。

综上，本研究结果表明，circZBTB46在冠心病患者的PBMC及冠状动脉样本中表达上调，被认为是CAD的潜在生物标志物。通过在小鼠动脉粥样硬化模型中沉默circZBTB46，可显著减少斑块脂质含量的聚集，减缓动脉粥样硬化。体外实验进一步揭示了circZBTB46通过调节hnRNPA2B1的蛋白表达，激活PTEN/AKT/mTOR通路，从而调控平滑肌和内皮细胞功能。这一发现为circRNAs在CAD的诊断和治疗上提供了新的方向和证据。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014299923002728

https://immunityageing.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12979-023-00386-0