文章題目： circPPM1 調控一型糖尿病中 M1 型巨噬細胞激活及胰島炎癥反應

影響因子：Theranostics， IF= 8.579

服務產品：shbio human ceRNA 芯片

研究背景： 巨噬細胞在一型糖尿病（T1DM) 的發病過程中發揮重要作用。環狀 RNA(circRNAs) 是一類具有共價閉環結構的新型內源性 RNA，涉及多種疾病過程。然而，它們對巨噬細胞活化和 T1DM 發病機制的影響尚不清楚。

來自復旦大學生物醫學研究院的周玉峰教授團隊通過伯豪生物的 ceRNA 芯片技術檢測 T1DM 患兒和健康兒童的外周血單核細胞中的 circRNA 表達。通過生物信息學、實時熒光定量 PCR、Western blot、RNA 免疫沉淀（RIP)、細胞共培養、細胞增殖和細胞凋亡等實驗，研究體外 circPPM1F 的表達、功能和調控機制。在鏈脲佐菌素誘導的糖尿病小鼠模型中評估了 circPPM1F 在體內的調節作用。結果發現，在 T1DM 中鑒定出 27 個上調和 31 個下調的差異表達 circRNAs。進一步通過 qPCR 驗證鎖定了，hsa_circ_0062444,hsa_circ_0009718 和 hsa_circ_0060450 三個 circRNAs。其中，hsa_circ_0062444 與  IL-6, IL-1β ，TNF- α 等炎癥因子的表達顯著正相關，且可以很好的區分正常兒童和 T1DM 患兒（ROC:0.839,p<0.0001）。因此，后續選擇了 hsa_circ_0062444 作為研究對象。hsa_circ_0062444 由 PPM1F 轉錄，長度為 4291 bp，為外顯子來源的 circRNA，作者將其命名為 circPPM1F。circPPM1F 是一種功能未知的 circRNA，主要表達于單核細胞中，并在 T1DM 患者中顯著上調。circPPM1F 可以通過 NF -κB 信號通路促進脂多糖（LPS) 誘導的  M1 巨噬細胞的激活。circPPM1F 可以競爭性的結合 HuR 來影響蛋白質磷酸酶的翻譯，從而減輕 PPM1F 對 NF -κB 通路的抑制。此外，真核起始因子 4A-III (EIF4A3) 和 FUS 在 M1 型巨噬細胞活化期間協調調節了 circPPM1F 的表達。此外，circPPM1F 可通過激活體內 M1 巨噬細胞，加重鏈脲佐菌素誘導的糖尿病小鼠胰腺損傷。

結論： circPPM1F 是一種新型的調節因子，其可以通過 circPPM1F-HuR-PPM1F-NF-κB 軸來調節 M1 巨噬細胞活化。過表達 circPPM1F 可通過增強 M1 巨噬細胞的激活而促進胰島損傷，circPPM1F 可能成為治療兒童 T1DM 的新的潛在靶點。

本研究中有一個關鍵的思路值得借鑒，作者在研究 circPPM1F 的功能機制時，首先對該 circRNA 進行了亞細胞定位。結果發現其主要位于細胞核中。細胞核中的 circRNA 主要通過與 RNA 結合蛋白（RBP）相互作用來調節基因翻譯。作者通過生物信息學預測以及 RIP 來驗證了 circRNA 可以與 HuR 蛋白結合。另一個好的思路是，研究 circRNA 的生物合成機制。大家都知道 circRNA 的生物合成依賴于含有順式和反式調節元件的剪接體機制。反向內含子互補序列（ICS) 通過誘導外顯子的 5  '  和 3'， “頭 - 尾”剪接，進而成環。但是作者發現，該 circRNA 并不是這樣的機制。因此，作者推測 RBPs 可能與 circPPM1 的表達有關。通過生物信息學預測，發現 circPPM1F 的下游可以與 EIF4A3 結合。

講到 EIF4A3，同樣是運用了伯豪生物的 ceRNA 芯片，來自天津武警后勤學院附屬醫院的王仁杰教授團隊在人膠質母細胞瘤中也發現了，eIF4A3 可以結合 MMP9 mRNA 上游序列，促進 12 和 13 號外顯子的環化，促進 circMMP9 的表達（Wang R, et al. EIF4A3-induced circular RNA MMP9 (circMMP9) acts as a sponge of miR-124 and promotes glioblastoma multiforme cell tumorigenesis. Mol Cancer. 2018 Nov 23;17(1):166. doi: 10.1186/s12943-018-0911-0.）。因此，在研究 circRNA 生成時，也可以借鑒。

參考文獻：

【1】 Wang R, et al. EIF4A3-induced circular RNA MMP9 (circMMP9) acts as a sponge of miR-124 and promotes glioblastoma multiforme cell tumorigenesis. Mol Cancer. 2018 Nov 23;17(1):166. doi: 10.1186/s12943-018-0911-0.

【2】 Zhang C, Han X, Yang L, et al. Circular RNA circPPM1F modulates M1 macrophage activation and pancreatic islet inflammation in type 1 diabetes mellitus[J]. Theranostics, 2020, 10(24): 10908.

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