hsa_circ_0001304通过YTHDF2/mTOR促进血管平滑肌细胞自噬的机制研究

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangzhijian2006
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目的:血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)是构成血管壁中膜的重要组成细胞,能够维持血管的正常收缩与舒张。血管平滑肌细胞的异常自噬,是导致多种血管疾病的病理学基础。环状RNA(circular RNA,circ RNA)是一种单链共价闭合环状RNA,由于其首尾相连的环状结构,不易被核糖核酸外切酶降解,比线性RNA稳定。我们前期采用基因芯PDGF-BB片技术,筛查了血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF-BB)诱导的增殖型人的血管平滑肌细胞(human aortic vascular smooth muscle cells,HASMC)中circ RNA和m RNA差异表达谱,从circ RNA-micro RNA(mi RNA)互作角度对circ RNA调控HASMC增殖的机制进行了探究。PDGF-BB不仅诱导HASMC增殖,还可以诱导HASMC自噬,那么PDGF-BB诱导的差异表达circ RNA是否参与HASMC自噬调控。根据这一猜想,我们选取在PDGF-BB诱导下,存在表达差异的hsa_circ_0001304(circ-1304)进行进一步的研究。我们通过circ RNA-m RNA共表达分析,结合基因本体论(Gene Ontology,GO)和pathway分析,发现与circ-1304共表达的差异表达的m RNA(differentially-expressed m RNA,DEm RNA)富集在细胞自噬相关的信号通路中,所以本文主要研究circ-1304调控HASMC自噬分子机制。方法:1.我们构建了circ-1304共表达m RNA表达网络。利用GO和pathway分析,对circ-1304共表达的m RNA进行功能分析,最后确定N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)修饰通路中的YTHDF2(YTH N6-Methyladenosine RNA Binding Protein 2)以及自噬通路中的m TOR(mammalian target of rapamycin)进行进一步的研究。2.验证circ-1304的环状结构以及稳定性,使用RNase R对HASMC的总RNA进行消化,对比circ-1304和线性RNA的表达量的变化情况;使用放线菌素D处理细胞,对比不同时间点,circ-1304和线性RNA表达量的变化情况。3.通过circ Bank、circ Interactome、mi RDB等数据库寻找与circ-1304存在相互作用的mi RNA。通过mi RWalk数据库预测可以结合YTHDF2的mi RNA。构建circ-1304重组质粒,将circ-1304重组质粒转染进HASMC,使用实时定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,q RT-PCR)验证其过表达效率,以及WB检测YTHDF2的表达的水平。4.将si-YTHDF2转染HASMC,通过q RT-PCR检测m TOR的表达水平。通过Western blot检测m TOR和YTHDF2以及自噬相关蛋白的表达水平,最后通过Me RIP-q RT-PCR检测m TOR是否存在m6A修饰。5.将重组质粒转染进HASMC中,利用Western blot检测m TOR以及自噬相关蛋白的表达水平。将circ-1304重组质粒与RFP-GFP-LC3质粒共同转染HASMC细胞,24h后使用激光共聚焦显微镜检测细胞自噬的变化情况。结果:1.我们构建了circ-1304共表达m RNA网路,对共表达的m RNA进行GO和pathway分析,发现这些m RNA主要与自噬以及m6A修饰的信号通路相关,所以我们选取m TOR和YTHDF2进行进一步的研究。在共表达分析中发现circ-1304与YTHDF2呈正相关,与m TOR呈反相关。2.我们使用RNase R对总RNA进行消化后,q RT-PCR检测发现与线性RNA相比,circ-1304可以耐受RNase R的消化。放线菌素D处理后,q RT-PCR检测发现,circ-1304与对照组相比下调并不明显,而线性RNA与对照组相比明显下调,这表明circ-1304在HASMC中更具稳定性。3.从3’-UTR和CDS靶向的角度对相关的mi RNA进行筛选,我们通过生信预测发现circ-1304可以通过mi R-140-3p、mi R-636和mi R-516a-5p对YTHDF2进行调控。成功构建了circ-1304的过表达载体,使用q RT-PCR验证circ-1304重组质粒过表达效率。Western blot验证了在HASMC中,circ-1304的表达水平增高时,YTHDF2的表达水平增加。4.将si-YTHDF2转染HASMC,通过q RT-PCR检测m TOR的表达,m TOR表达水平升高,通过Western blot检测,YTHDF2表达水平明显下调,m TOR表达上调,自噬相关蛋白p62上调。通过Me RIP-q RT-PCR检测发现m TOR m RNA上存在m6A修饰,并且YTHDF2抗体也可以富集m TOR m RNA。5.Western blot验证了在HASMC中,circ-1304的表达水平增高时,m TOR的表达水平下降,自噬相关的蛋白LC3(microtubule-associatedprotein light chain3)增加,p62(sequestosome1)下调。circ-1304重组质粒与RFP-GFP-LC3质粒共转染后,自噬双荧光检测表明circ-1304促进了HASMC的自噬。结论:circ-1304在PDGF-BB诱导下的HASMC中表达水平上调,circ-1304可以作为mi R-636的ce RNA分子上调YTHDF2的表达水平。YTHDF2作为m6A修饰阅读蛋白可以结合m TOR m RNA的m6A修饰的位点,从而诱导m TOR m RNA的降解,促进HASMC的自噬。
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