文章題目： circPPM1 調(diào)控一型糖尿病中 M1 型巨噬細胞激活及胰島炎癥反應(yīng)

影響因子：Theranostics， IF= 8.579

服務(wù)產(chǎn)品：shbio human ceRNA 芯片

研究背景： 巨噬細胞在一型糖尿病（T1DM) 的發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用。環(huán)狀 RNA(circRNAs) 是一類具有共價閉環(huán)結(jié)構(gòu)的新型內(nèi)源性 RNA，涉及多種疾病過程。然而，它們對巨噬細胞活化和 T1DM 發(fā)病機制的影響尚不清楚。

來自復(fù)旦大學生物醫(yī)學研究院的周玉峰教授團隊通過伯豪生物的 ceRNA 芯片技術(shù)檢測 T1DM 患兒和健康兒童的外周血單核細胞中的 circRNA 表達。通過生物信息學、實時熒光定量 PCR、Western blot、RNA 免疫沉淀（RIP)、細胞共培養(yǎng)、細胞增殖和細胞凋亡等實驗，研究體外 circPPM1F 的表達、功能和調(diào)控機制。在鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型中評估了 circPPM1F 在體內(nèi)的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在 T1DM 中鑒定出 27 個上調(diào)和 31 個下調(diào)的差異表達 circRNAs。進一步通過 qPCR 驗證鎖定了，hsa_circ_0062444,hsa_circ_0009718 和 hsa_circ_0060450 三個 circRNAs。其中，hsa_circ_0062444 與  IL-6, IL-1β ，TNF- α 等炎癥因子的表達顯著正相關(guān)，且可以很好的區(qū)分正常兒童和 T1DM 患兒（ROC:0.839,p<0.0001）。因此，后續(xù)選擇了 hsa_circ_0062444 作為研究對象。hsa_circ_0062444 由 PPM1F 轉(zhuǎn)錄，長度為 4291 bp，為外顯子來源的 circRNA，作者將其命名為 circPPM1F。circPPM1F 是一種功能未知的 circRNA，主要表達于單核細胞中，并在 T1DM 患者中顯著上調(diào)。circPPM1F 可以通過 NF -κB 信號通路促進脂多糖（LPS) 誘導(dǎo)的  M1 巨噬細胞的激活。circPPM1F 可以競爭性的結(jié)合 HuR 來影響蛋白質(zhì)磷酸酶的翻譯，從而減輕 PPM1F 對 NF -κB 通路的抑制。此外，真核起始因子 4A-III (EIF4A3) 和 FUS 在 M1 型巨噬細胞活化期間協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)了 circPPM1F 的表達。此外，circPPM1F 可通過激活體內(nèi) M1 巨噬細胞，加重鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠胰腺損傷。

結(jié)論： circPPM1F 是一種新型的調(diào)節(jié)因子，其可以通過 circPPM1F-HuR-PPM1F-NF-κB 軸來調(diào)節(jié) M1 巨噬細胞活化。過表達 circPPM1F 可通過增強 M1 巨噬細胞的激活而促進胰島損傷，circPPM1F 可能成為治療兒童 T1DM 的新的潛在靶點。

本研究中有一個關(guān)鍵的思路值得借鑒，作者在研究 circPPM1F 的功能機制時，首先對該 circRNA 進行了亞細胞定位。結(jié)果發(fā)現(xiàn)其主要位于細胞核中。細胞核中的 circRNA 主要通過與 RNA 結(jié)合蛋白（RBP）相互作用來調(diào)節(jié)基因翻譯。作者通過生物信息學預(yù)測以及 RIP 來驗證了 circRNA 可以與 HuR 蛋白結(jié)合。另一個好的思路是，研究 circRNA 的生物合成機制。大家都知道 circRNA 的生物合成依賴于含有順式和反式調(diào)節(jié)元件的剪接體機制。反向內(nèi)含子互補序列（ICS) 通過誘導(dǎo)外顯子的 5  '  和 3'， “頭 - 尾”剪接，進而成環(huán)。但是作者發(fā)現(xiàn)，該 circRNA 并不是這樣的機制。因此，作者推測 RBPs 可能與 circPPM1 的表達有關(guān)。通過生物信息學預(yù)測，發(fā)現(xiàn) circPPM1F 的下游可以與 EIF4A3 結(jié)合。

講到 EIF4A3，同樣是運用了伯豪生物的 ceRNA 芯片，來自天津武警后勤學院附屬醫(yī)院的王仁杰教授團隊在人膠質(zhì)母細胞瘤中也發(fā)現(xiàn)了，eIF4A3 可以結(jié)合 MMP9 mRNA 上游序列，促進 12 和 13 號外顯子的環(huán)化，促進 circMMP9 的表達（Wang R, et al. EIF4A3-induced circular RNA MMP9 (circMMP9) acts as a sponge of miR-124 and promotes glioblastoma multiforme cell tumorigenesis. Mol Cancer. 2018 Nov 23;17(1):166. doi: 10.1186/s12943-018-0911-0.）。因此，在研究 circRNA 生成時，也可以借鑒。

參考文獻：

【1】 Wang R, et al. EIF4A3-induced circular RNA MMP9 (circMMP9) acts as a sponge of miR-124 and promotes glioblastoma multiforme cell tumorigenesis. Mol Cancer. 2018 Nov 23;17(1):166. doi: 10.1186/s12943-018-0911-0.

【2】 Zhang C, Han X, Yang L, et al. Circular RNA circPPM1F modulates M1 macrophage activation and pancreatic islet inflammation in type 1 diabetes mellitus[J]. Theranostics, 2020, 10(24): 10908.

更多伯豪生物人工服務(wù)：