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

影響因子：Theranostics， IF= 8.579

服務產(chǎn)品：shbio human ceRNA 芯片

研究背景： 巨噬細胞在一型糖尿?。═1DM) 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，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。通過生物信息學預測，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.

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