阿霉素誘導(dǎo)的心臟毒性厲害不？circRNA有話說(shuō)

        阿霉素（DOX）是目前可用的最有效的抗腫瘤藥物之一, 但它會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的心臟毒性（DOXIC），這限制其臨床使用。circRNA具有調(diào)節(jié)效力的非編碼RNA，在心血管系統(tǒng)在內(nèi)的各種組織和器官中具有多種生物學(xué)功能。針對(duì)阿霉素誘導(dǎo)的心臟毒性，circRNA有話說(shuō)。
技術(shù)路線：

結(jié) 果：
1. 人心臟組織中CircRNA表達(dá)模式
        患有阿霉素誘發(fā)心肌病的癌癥患者的尸檢標(biāo)本和未患病的健康供體心臟RNA序列分析circRNA表達(dá)。下調(diào)circRNA中，hsa_circ_0001141的宿主基因ITCH在DOXIC16中起重要預(yù)防作用。研究集中在ITCH衍生的環(huán)狀RNA上，鑒定出總共5種ITCH衍生的環(huán)狀RNA亞型。hsa_circ_0001141在人類(lèi)原代心肌細(xì)胞、左心室組織和人誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞來(lái)源的心肌細(xì)胞（hiPSC-CM）中始終存在，將其命名為CircITCH。引物PCR擴(kuò)增、Sanger測(cè)序及RNase R處理鑒定環(huán)狀結(jié)構(gòu)，核質(zhì)RNA以及熒光原位雜交（FISH）分析表明CircITCH主要在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)。DOX處理hiPSC-CM引起CircITCH表達(dá)明顯降低，四個(gè)衰竭心臟的左心室心肌的CircITCH水平和患有DOX誘發(fā)的心肌病的癌癥患者的尸檢標(biāo)本中CircITCH水平較低。

2. CircITCH過(guò)表達(dá)可減輕DOX誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡、收縮功能障礙和鈣缺陷
        接下來(lái)研究CircITCH在DOX誘導(dǎo)的hiPSC-CM損傷和功能障礙中的作用。CircITCH過(guò)表達(dá)可防止DOX誘導(dǎo)hiPSC-CM細(xì)胞活力的喪失和細(xì)胞死亡，改善細(xì)胞收縮特性，減輕鈣超載，減弱DOX引起的心律不齊的發(fā)生率。綜上所述，這些證明CircITCH過(guò)表達(dá)可防止DOX誘導(dǎo)的hiPSC-CM損傷和功能障礙。

3. CircITCH過(guò)表達(dá)減輕了DOX誘導(dǎo)的hiPSC-CMs細(xì)胞/線粒體的氧化應(yīng)激和DNA損傷
        評(píng)估hiPSC-CM中氧化應(yīng)激和DNA損傷水平。此外，CircITCH的過(guò)表達(dá)減少了線粒體DNA損傷。以上表明，DOX治療增加線粒體和細(xì)胞氧化應(yīng)激，而CircITCH則部分消除了這種增加。

4. CircITCH通過(guò)海綿miR-330-5p防止DOXIC
        CircITCH在膀胱癌細(xì)胞中起“ miRNA海綿”的作用。生物預(yù)測(cè)、CircITCH探針下拉測(cè)定、熒光素酶、RNA下拉試驗(yàn)、AGO2免疫沉淀、FISH鑒定出miR-330-5p可與hiPSC-CM中的CircITCH結(jié)合。CircITCH過(guò)表達(dá)的hiPSC-CM中，miR-330-5p的抑制進(jìn)一步增強(qiáng)CircITCH的保護(hù)作用。相反，CircITCH介導(dǎo)的DOXIC緩解可被miR-330-5p模擬物降低。這些證明CircITCH通過(guò)海綿miR-330-5p抑制DOXIC。

5. DOX處理的hiPSC-CM中，MiR-330-5p被上調(diào)，其沉默阻止DOXIC
        DOX處理hiPSC-CM中miR-330-5p上調(diào)。miR-330-5p抑制可改善細(xì)胞活力，減少細(xì)胞死亡，抑制LDH和cTnI泄漏，改善hiPSC-CM的收縮和舒張速度，降低舒張期鈣超載，鈍化細(xì)胞和線粒體DNA損傷并抑制。這些表明miR-330-5p抑制可顯著抑制hiPSC-CM中的DOXIC。

6. DOX處理hiPSC-CMs中，MiR-330-5p直接作用于SIRT6、BIRC5和ATP2A2
        生信分析結(jié)合PCR陣列篩選出三個(gè)潛在靶基因SIRT6，BIRC5和ATP2A2。結(jié)合位點(diǎn)分析、螢光素酶報(bào)告基因等表明SIRT6，BIRC5和ATP2A2 3′-UTR是miR-330-5p直接靶標(biāo)。DOX處理可降低SIRT6，BIRC5和ATP2A2表達(dá)，而miR-330-5p模擬物會(huì)加劇這種減少，CircITCH沉默和CircITCH過(guò)表達(dá)可加重和減輕這種降低。SIRT6 3′-UTR的突變可防止細(xì)胞/線粒體氧化應(yīng)激和DNA的增加，BIRC5 3′-UTR的突變消除了miR-330-5p過(guò)表達(dá)和CircITCH沉默引起的細(xì)胞死亡，ATP2A2 3’-UTR的突變加劇了由miR-330-5p過(guò)表達(dá)和circitch沉默引起的收縮功能障礙和鈣處理缺陷。

7. CircITCH可改善小鼠的DOXIC
        急性DOX暴露小鼠模型中，CircITCH的過(guò)表達(dá)減少了DOX誘導(dǎo)的心室組織空泡，有效降低DOX誘導(dǎo)的血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）、LDH和肌酸激酶-肌肉/腦（CK-MB）的水平，改善心功能，心臟重塑和體重減輕并不明顯。在亞慢性小鼠模型中，CircITCH過(guò)表達(dá)減緩體重下降和左心纖維化，改善心功能。CircITCH過(guò)表達(dá)抑制了心肌中miR-330-5p的水平，增強(qiáng)小鼠心肌中SIRT6，Survivin和SERCA2a的表達(dá)，減少鼠心肌的超氧化物和8-OHdG生成。這些表明CircITCH引起的抗DOXIC心臟保護(hù)作用與海綿miR-330-5p上調(diào)SIRT6，Survivin和SPAR，進(jìn)而減輕氧化損傷、DNA損傷、細(xì)胞死亡和改善收縮功能有關(guān)。

參考文獻(xiàn)：
        The Tumor-Suppressive Human Circular RNA CircITCH Sponges miR-330-5p to Ameliorate Doxorubicin-Induced Cardiotoxicity Through Upregulating SIRT6, Survivin, and SERCA2a
Dong Han1, 2#, Yongjun Wang3#, Jibin Zhang1, Xinchun Dai2, Tingwen Zhou3, Jiangwei Chen2, Bo Tao1, Yabin Wang1, Feng Cao1, 2*