Optimization of Cas9 RNA sequence to reduce its unexpected effects as a microRNA sponge

Cas9 RNA序列的優(yōu)化可減少其作為microRNA海綿的意外影響

發(fā)表期刊：Mol Cancer

影響因子：27.401

發(fā)表時間：2022年6月24日

CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)具有廣泛的潛在未來應(yīng)用，包括癌癥治療。目前，關(guān)于CRISPR-Cas9技術(shù)的主要安全性問題是宿主對其成分的免疫反應(yīng)和脫靶修飾。然而，尚未評估RNA水平的安全問題。microRNAs（miRNAs）和mRNAs之間存在廣泛的相互作用，不僅發(fā)生在mRNA的3’非翻譯區(qū)，也發(fā)生在mRNA的氨基酸編碼序列（CDSs）中。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，長鏈RNA可以通過“miRNA海綿”機制結(jié)合和吸附部分互補的miRNA，上調(diào)被這些miRNAs抑制的其他靶基因。本研究通過生物信息學(xué)分析和實驗結(jié)果表明，Cas9 RNA可以通過miRNA海綿機制與內(nèi)源性miRNA相互作用，在RNA水平上優(yōu)化CRISPR-Cas9技術(shù)對于未來更安全的應(yīng)用具有重要意義。具體來說，目前廣泛使用的Cas9 RNA可以結(jié)合和螯合let-7，從而上調(diào)一些let-7靶基因，并輕微促進某些細胞類型的細胞增殖。通過同義突變，優(yōu)化Cas9的RNA序列，引入修飾的let-7結(jié)合位點，減弱了促進細胞增殖和一些let-7下游基因表達的作用。

Fig1. Cas9在RNA水平上的意外影響示意圖及解決方案策略

原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35751058/

Whole blood microRNAs capture systemic reprogramming and have diagnostic potential in patients with biliary tract cancer

全血microRNAs捕獲系統(tǒng)重編程，在膽道癌患者中具有診斷潛力

發(fā)表期刊：J Hepatol

影響因子：25.083

發(fā)表時間：2022年6月14日

背景和目的：晚期診斷是影響膽道癌（BTC）患者臨床管理的關(guān)鍵因素。雖然膽道腫瘤表現(xiàn)出廣泛的患者間異質(zhì)性，但宿主免疫反應(yīng)可能相對同質(zhì)，提供了診斷機會。本研究探索了是否可以無創(chuàng)檢測癌癥相關(guān)的系統(tǒng)重編程以改善BTC的診斷。

結(jié)果：在單變量分析中，與健康參與者相比，鑒定并驗證了4個WB miRNAs（let-7a-3p、miR-92b-5p、miR-145-3p、miR-582-3p）用于BTC的診斷。隨后確定了2個診斷性miRNA指標(biāo)，與健康參與者相比，BTC患者和鑒別診斷患者的指數(shù)升高。將這些miRNA指標(biāo)與血清CA 19-9相結(jié)合顯著提高了單獨CA 19-9的診斷性能，無論臨床環(huán)境（最小AUC>0.84）或腫瘤位置（最小AUC>0.87），都能持續(xù)獲得較好的曲線下面積（AUC）值。由miRNA指標(biāo)捕獲的診斷信息不能通過常規(guī)臨床測量得到重現(xiàn)。BTC組織中的指標(biāo)miRNA表達與不同的病理生物學(xué)和免疫特征相關(guān)。

結(jié)論：BTC患者的WB miRNA表達譜發(fā)生了改變。miRNA指標(biāo)的定量與血清CA 19-9相結(jié)合有可能改善BTC的早期診斷，有待進一步驗證。

Fig2. 研究模型示意圖

原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35750139/

A novel microRNA, novel-m009C, regulates methamphetamine rewarding effects

一種新的microRNA novel-m009C調(diào)節(jié)甲基苯丙胺獎賞效應(yīng)

發(fā)表期刊：Mol Psychiatry

影響因子：15.992

發(fā)表時間：2022年6月17日

甲基苯丙胺（METH）是一種被廣泛濫用的精神興奮劑，其興奮性獎賞特性被認為是其成癮效應(yīng)的基礎(chǔ)，但調(diào)節(jié)這種效應(yīng)的分子機制仍不清楚。研究人員之前報道了一種新型microRNA（miRNA） novel-m009C的表達減少與METH興奮性運動的調(diào)節(jié)有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)Novel-m009C可能與hsa-miR-604同源。當(dāng)暴露于甲基苯丙胺和可卡因時，其在小鼠伏隔核（NAc）中的表達持續(xù)下調(diào)，而在受到其他獎賞和精神刺激（如蔗糖、嗎啡和MK-801）的小鼠的NAc中未觀察到Novel-m009C表達的顯著變化。進一步研究發(fā)現(xiàn)，Novel-m009C表達的顯著減少可能受多巴胺受體D1（D1R）和D2（D2R）的調(diào)節(jié)。增加NAc中Novel-m009C的水平可以減弱METH誘導(dǎo)的條件性位置偏好（CPP）和興奮性運動，而抑制NAc中Novel-m009C的表達增強了這些效果，但并沒有改變小鼠對自然獎勵（即蔗糖）的偏好。這些影響可能涉及對突觸傳遞重要基因的靶向，例如 Grin1（NMDAR亞基1）。本研究結(jié)果證明了NAc novel-m009C在調(diào)節(jié)METH獎賞中的重要作用，揭示了METH對大腦獎賞回路作用的一種新型分子調(diào)節(jié)因子，并提供了一種基于小非編碼RNAs調(diào)節(jié)治療METH成癮的新策略。

Fig3. 在NAc中抑制Novel-m009C可增強METH誘導(dǎo)的小鼠CPP和興奮性運動

原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35715487/

MicroRNA-21 promotes pancreatic β cell function through modulating glucose uptake

MicroRNA-21通過調(diào)節(jié)葡萄糖攝取促進胰腺β細胞功能

發(fā)表期刊：Nat Commun

影響因子：14.909

發(fā)表時間：2022年6月21日

胰腺β細胞功能障礙有助于2型糖尿病的發(fā)病機制。MiR-21已被證明在葡萄糖不耐受患者和2型糖尿病小鼠的胰島中被誘導(dǎo)。然而，miR-21在胰腺β細胞功能調(diào)控中的作用在很大程度上仍然不明確。本研究利用β細胞中缺乏miR-21的小鼠（miR-21βKO）確定了miR-21調(diào)節(jié)葡萄糖刺激胰島素分泌的途徑。我們發(fā)現(xiàn)miR-21βKO小鼠由于葡萄糖刺激的胰島素分泌受損而產(chǎn)生葡萄糖耐受不良。機制研究表明，miR-21通過上調(diào)miR-21-Pdcd4-AP-1依賴性通路中的Glut2表達來增強葡萄糖攝取，并隨后促進胰島素分泌。在敲除的胰島中過表達Glut2可挽救葡萄糖刺激的胰島素分泌受損。此外，研究證明了將miR-21遞送到2型糖尿病db/db雄性小鼠的胰腺中能夠促進Glut2表達并降低血糖水平。總之，本研究結(jié)果表明，胰島β細胞中的miR-21可促進胰島素分泌，并支持miR-21在調(diào)節(jié)2型糖尿病的胰腺β細胞功能中的作用。

Fig4. 胰島中miR-21表達的增加可促進Glut2表達和葡萄糖刺激的胰島素分泌

原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35729232/

Intestinal accumulation of microbiota-produced succinate caused by loss of microRNAs leads to diarrhea in weanling piglets

腸道內(nèi)積聚了由microRNA缺失引起的微生物群產(chǎn)生的琥珀酸會導(dǎo)致斷奶仔豬腹瀉

發(fā)表期刊：Gut Microbes

影響因子：10.245

發(fā)表時間：2022年6月26日

腹瀉病是一種常見的健康問題，具有復(fù)雜的因果關(guān)系。盡管腹瀉伴隨著微生物多樣性的紊亂，但腸道微生物如何參與腹瀉的發(fā)生在很大程度上仍然未知。本研究使用斷奶后應(yīng)激性腹瀉的豬模型，旨在闡明和豐富腹瀉的機制基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)腹瀉仔豬的糞便微生物組及其代謝物和microRNAs水平發(fā)生了顯著變化。具體來說，ssc-miRNA-425-5p和ssc-miRNA-423-3p的缺失會抑制普氏菌屬富馬酸還原酶（frd）的基因表達，導(dǎo)致仔豬體內(nèi)琥珀酸積累，從而導(dǎo)致腹瀉。單細胞RNA測序表明腹瀉仔豬結(jié)腸上皮功能受損和免疫反應(yīng)增加。值得注意的是，積累的琥珀酸通過調(diào)節(jié)上皮細胞中的經(jīng)上皮Cl分泌增加了結(jié)腸液體的分泌。同時，琥珀酸通過激活巨噬細胞中MyD88依賴性TLR4信號來促進結(jié)腸炎癥反應(yīng)。總體而言，本研究結(jié)果擴展了腹瀉的機制基礎(chǔ)，并表明由miRNA缺失引起的微生物群產(chǎn)生的琥珀酸鹽的結(jié)腸積累會導(dǎo)致斷奶仔豬腹瀉。

Fig5. Ssc-miRNA-425-5p和ssc-miRNA-423-3p抑制普氏菌屬產(chǎn)生的琥珀酸的積累并預(yù)防腹瀉

原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35758253/