外泌体 circASXL1 成为心梗修复的新靶点

随着现代生活习惯的改变，熬夜等不良生活行为愈加普遍，心血管疾病的发病率与日俱增，在世界范围内造成的健康负担令人担忧。尤其是心肌梗死（Myocardial infarction, MI），这一病症严重威胁着病患的生命，其潜在并发症成为全球范围内关注的焦点。

（图片来源于网络）

数据显示，我国每年新发心梗约60万例，死亡比例在30%以上。"早期再灌注治疗"是降低心梗死亡率的关键。通过放支架和溶栓的方式开通血管，疏通堵塞的冠状动脉，让心脏重获血液供应。开通血管的理想时间是发病后120分钟内，每拖延一分钟，就会有大量的心肌细胞死去。但遗憾的是，在这场生命与时间的争夺战中，我们的答卷并不十分理想。以2013年的数据为例，我国急性心肌梗死患者约70万例，只有5%的患者得到规范治疗。

（图片来源于网络）

成年哺乳动物心肌细胞（Cardiomyocytes, CMs）再生能力有限，是目前临床治疗心肌损伤的难题。通过提高 CDK6 和 DNA 含量来促进心肌细胞周期再进入的方式虽能促进 CMs 再生，但由于缺乏正确的细胞分裂导致产生双核 CMs。因此寻找促进细胞分裂的关键通路有望促进 MI 修复。

2024年6月24日，苏州大心血管病研究所的李杨欣教授团队在 Theranostics 期刊上发表题为"The orchestration of cell-cycle reentry and ribosome biogenesis network is critical for cardiac repair"的文章。该项研究利用 Ribo-Halo、Ribo-disome 等实验方法发现核仁素（Nucleolin, Ncl）调控的核糖体新生是促进心肌修复的关键环节，并结合 Rb1 心肌特异性敲除小鼠模型，阐明了外泌体 circASXL1 参与心肌修复的 CDK6/Rb1/cell-cycle reentry 和 Ncl/Ribo-bio/cytokinesis 分子网络。

（图片来源于网络）

由于新生乳鼠 CMs 具有较强的再生潜能，因此该研究通过 RNA 蛋白组测序比较了年轻和衰老心脏中相关的 mRNA 和蛋白的表达情况，确定了 Rb1 和 Ncl 可能在心肌再生中发挥重要作用。但二者在心肌再生中发挥的具体作用并不明确。此外，他们还通过 RT-qPCR 锁定了环状 RNA circASXL1 可能对于 MI 发展具有重要意义，并且通过外泌体递送 circASXL1 有利于 MI 后的心肌损伤修复。

该研究首先在细胞层面沉默 Rb1，发现 Rb1 沉默后可促进 H9C2 细胞和原代心肌细胞增殖。进一步构建了 Rb1 心脏特异性敲除小鼠，与体外实验结果不同的是，虽然 Rb1 敲除可以促进 CMs 增殖，但对于 MI 小鼠的长期心功能恢复并没有显著益处。

为了进一步阐明外泌体中 circASXL1 促进心肌修复的机制，研究人员又将目光锁定在测序结果上，测序结果表明调控核糖体新生的 Ncl 在衰老心脏中表达下调，并且 GO 分析也表明核糖体新生和细胞周期途径可能参与了心肌再生的调控。因此他们通过 circASXL1 功能获得/缺失策略，结合银染、Ribo-disome、EU 以及 Ribo-Halo 等多种研究方法，证实 circASXL1 可通过促进核糖体新生来促进心肌细胞增殖。机制上，RIP 实验表明 circASXL1 结合在 Ncl 的5'UTR，稳定 Ncl 的表达，以促进核糖体新生和胞质分裂，修复受损心肌。

为了更加明确外泌体递送的 circASXL1 调控的核糖体新生途径，该研究中还使用了小分子抑制剂 CX5461 抑制核糖体新生，结果表明 CX5461 可显著减弱外泌体的治疗作用，具体表现在核糖体新生障碍、胞质分裂被抑制以及心功能受损等方面。

（图片来源于网络）

总之，这项研究发现 circASXL1/miR-1/Rb1 和 circASXL1/Ncl 信号通路协调 CMs 细胞增殖。并且证明脐带间充质干细胞来源的外泌体可通过递送 circASXL1 刺激 CMs 细胞周期再进入和胞质分裂，促进 MI 修复。这一发现有望为基于 circASXL1 信号网络开发 MI 新疗法提供理论基础。

打赏