阿霉素誘導的心臟毒性厲害不？circRNA有話說

        阿霉素（DOX）是目前可用的最有效的抗腫瘤藥物之一, 但它會導致嚴重的心臟毒性（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功能。針對阿霉素誘導的心臟毒性，circRNA有話說。
技術(shù)路線：

結(jié) 果：
1. 人心臟組織中CircRNA表達模式
        患有阿霉素誘發(fā)心肌病的癌癥患者的尸檢標本和未患病的健康供體心臟RNA序列分析circRNA表達。下調(diào)circRNA中，hsa_circ_0001141的宿主基因ITCH在DOXIC16中起重要預防作用。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在人類原代心肌細胞、左心室組織和人誘導的多能干細胞來源的心肌細胞（hiPSC-CM）中始終存在，將其命名為CircITCH。引物PCR擴增、Sanger測序及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主要在細胞質(zhì)中表達。DOX處理hiPSC-CM引起CircITCH表達明顯降低，四個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本中CircITCH水平較低。

2. CircITCH過表達可減輕DOX誘導的細胞死亡、收縮功能障礙和鈣缺陷
        接下來研究CircITCH在DOX誘導的hiPSC-CM損傷和功能障礙中的作用。CircITCH過表達可防止DOX誘導hiPSC-CM細胞活力的喪失和細胞死亡，改善細胞收縮特性，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過表達可防止DOX誘導的hiPSC-CM損傷和功能障礙。

3. CircITCH過表達減輕了DOX誘導的hiPSC-CMs細胞/線粒體的氧化應激和DNA損傷
        評估hiPSC-CM中氧化應激和DNA損傷水平。此外，CircITCH的過表達減少了線粒體DNA損傷。以上表明，DOX治療增加線粒體和細胞氧化應激，而CircITCH則部分消除了這種增加。

4. CircITCH通過海綿miR-330-5p防止DOXIC
        CircITCH在膀胱癌細胞中起“ miRNA海綿”的作用。生物預測、CircITCH探針下拉測定、熒光素酶、RNA下拉試驗、AGO2免疫沉淀、FISH鑒定出miR-330-5p可與hiPSC-CM中的CircITCH結(jié)合。CircITCH過表達的hiPSC-CM中，miR-330-5p的抑制進一步增強CircITCH的保護作用。相反，CircITCH介導的DOXIC緩解可被miR-330-5p模擬物降低。這些證明CircITCH通過海綿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抑制可改善細胞活力，減少細胞死亡，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陣列篩選出三個潛在靶基因SIRT6，BIRC5和ATP2A2。結(jié)合位點分析、螢光素酶報告基因等表明SIRT6，BIRC5和ATP2A2 3′-UTR是miR-330-5p直接靶標。DOX處理可降低SIRT6，BIRC5和ATP2A2表達，而miR-330-5p模擬物會加劇這種減少，CircITCH沉默和CircITCH過表達可加重和減輕這種降低。SIRT6 3′-UTR的突變可防止細胞/線粒體氧化應激和DNA的增加，BIRC5 3′-UTR的突變消除了miR-330-5p過表達和CircITCH沉默引起的細胞死亡，ATP2A2 3’-UTR的突變加劇了由miR-330-5p過表達和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的過表達減少了DOX誘導的心室組織空泡，有效降低DOX誘導的血清天冬氨酸轉(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過表達減緩體重下降和左心纖維化，改善心功能。CircITCH過表達抑制了心肌中miR-330-5p的水平，增強小鼠心肌中SIRT6，Survivin和SERCA2a的表達，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心臟保護作用與海綿miR-330-5p上調(diào)SIRT6，Survivin和SPAR，進而減輕氧化損傷、DNA損傷、細胞死亡和改善收縮功能有關(guān)。

參考文獻：
        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*