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多發(fā)性硬化癥(MS)是一種影響全球數(shù)百萬人的慢性炎癥性自身免疫性疾病,其特征是髓鞘和少突膠質(zhì)細(xì)胞損傷導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)出現(xiàn)脫髓鞘斑塊。目前研究表明,MS的發(fā)生發(fā)展是自身免疫、病毒感染、遺傳傾向、環(huán)境影響和個(gè)體易感性等多種因素共同作用的結(jié)果,其中自身免疫起關(guān)鍵作用,導(dǎo)致廣泛的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)到中樞神經(jīng)系統(tǒng)并引起異常的免疫反應(yīng)。CD4+ T輔助(Th)細(xì)胞,尤其是分泌IL-17的Th細(xì)胞17(Th17),是導(dǎo)致MS和實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)(一種MS小鼠模型)的主要發(fā)起者和參與者。臨床上,MS患者腦脊液(CSF)中Th17細(xì)胞的比例顯著升高;此外,復(fù)發(fā)期MS患者Th17細(xì)胞比例高于緩解期。注入激活的髓鞘反應(yīng)性CD4+ Th17細(xì)胞可誘發(fā)EAE,進(jìn)一步注射IL-17可導(dǎo)致該疾病惡化,而IL-17缺陷小鼠對(duì)EAE具有抗性。之前的研究結(jié)果表明,在CD4+ na?ve T細(xì)胞(CD4+ Tn)轉(zhuǎn)移的免疫缺陷Rag1?/?小鼠中,抑制Th17分化減輕了EAE,而促進(jìn)Th17分化加重了EAE。因此,有效調(diào)節(jié)Th17分化以維持免疫微環(huán)境的穩(wěn)定是預(yù)防和治療MS的一種可能策略。

MicroRNAs(miRs)是內(nèi)源性小非編碼RNAs(ncRNAs),在正常生理和病理?xiàng)l件下通過mRNA降解或翻譯抑制作為基因表達(dá)強(qiáng)大的調(diào)節(jié)因子。近年來,已從外周血、血漿、腦脊液和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中鑒定出許多與MS相關(guān)的miRs作為診斷生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。之前的數(shù)據(jù)表明,體內(nèi)miR-30a功能障礙導(dǎo)致Th17細(xì)胞的異常分化和EAE的病理過程。過表達(dá)miR-30a可有效抑制Th17細(xì)胞的過度活化,減輕中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘病變區(qū)的炎癥反應(yīng),從而緩解EAE。然而,miR-30a在EAE小鼠和MS患者中表達(dá)異常的原因尚不清楚。

最近的研究表明,細(xì)胞中許多miRs的水平和功能受到另一種競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNA—環(huán)狀RNA(circRNA)的調(diào)控,其廣泛分布于真核細(xì)胞和外泌體中。CircRNA具有共價(jià)閉合連續(xù)環(huán)結(jié)構(gòu),由前體mRNA的外顯子或內(nèi)含子反向剪接形成。越來越多的研究證實(shí),circRNAs通過調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移,參與了癌癥、心肌梗死、神經(jīng)退行性疾病和自身免疫性疾病等多種疾病的進(jìn)展。由于circRNAs富含miRNA結(jié)合位點(diǎn),可以作為miRs的“分子海綿”來調(diào)控靶基因的表達(dá)。隨著高通量測(cè)序和新型生物信息學(xué)分析的發(fā)展,許多以前未知的circRNAs已被證實(shí)在各種疾病中發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而,關(guān)于MS中circRNAs的報(bào)道很少,并且circRNAs在MS中的功能和機(jī)制在很大程度上仍是未知的,需要進(jìn)一步闡明。

近日,Nature子刊Cellular & Molecular Immunology(IF11.532)期刊發(fā)表了一篇題為The circular RNA circINPP4B acts as a sponge of miR-30a to regulate Th17 cell differentiation during progression of experimental autoimmune encephalomyelitis的研究型論文,報(bào)道了一個(gè)與EAE進(jìn)展相關(guān)的circINPP4B,并揭示了其在實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎進(jìn)展中調(diào)控Th17細(xì)胞分化的分子機(jī)制,暗示該circRNA可作為Th17介導(dǎo)的MS的潛在診斷和治療靶點(diǎn)。

 

 

本研究中,研究人員使用轉(zhuǎn)錄組微陣列分析實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)的不同階段,確定了與EAE進(jìn)展相關(guān)的circINPP4B,其在EAE小鼠Th17細(xì)胞和體外Th17分化過程中表達(dá)上調(diào)。

 

Fig1. 鑒定EAE相關(guān)的circRNAs

 

然后,研究人員設(shè)計(jì)了一系列功能和分子實(shí)驗(yàn)來探索circINPP4B的作用和機(jī)制。發(fā)現(xiàn)circINPP4B的沉默抑制了Th17分化并減輕了EAE,其特征在于脊髓中較少的脫髓鞘和Th17浸潤(rùn)。機(jī)制上,circINPP4B主要位于細(xì)胞質(zhì)中,可充當(dāng)海綿直接靶向miR-30a以調(diào)節(jié)Th17分化。表明circINPP4B/miR-30a/IL-21R軸可以在體外和體內(nèi)調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞分化。此外,circINPP4B 水平與臨床復(fù)發(fā)緩解型MS患者的發(fā)展階段相關(guān)。

 

Fig2. circINPP4B/miR-30a/IL-21R軸在實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)進(jìn)展中調(diào)控Th17細(xì)胞分化的原理模型

 

總之,本研究結(jié)果表明circINPP4B通過靶向miR-30a在促進(jìn)Th17分化和EAE進(jìn)展中發(fā)揮重要作用,這為Th17介導(dǎo)的MS提供了潛在的診斷和治療靶點(diǎn)。

 

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41423-021-00748-y

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本研究中RNA pull down實(shí)驗(yàn)使用到的circRNA生物素標(biāo)記探針及其NC由銳博生物提供!

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