绝对定量转录组测序助力最新脑卒中ceRNA研究成果发表

联川生物合作课题组东南大学医学院姚红红课题组又双叒叕在2019年7月6日发表高分脑卒中circRNA研究文章。

Journal of Neuroscience：环状RNA TLK1通过调控miR-335-3p/TIPARP途径加重缺血性脑卒中后的神经元损伤和神经功能缺损（IF 6.074）[1]

脑缺血后神经元损伤的程度是决定中风结局的主要因素。然而，控制缺血神经元死亡的分子开关却鲜为人知。虽然课题组以前的研究表明环状RNA（circRNA）参与缺血性脑卒中，但circRNA在神经元损伤中的潜在作用仍不清楚。

本研究中，作者研究了circTLK1在前述过程中的重要功能。检测发现circTLK1表达水平在局灶性脑缺血再灌注小鼠脑组织中显著升高。敲除circTLK1可显著降低梗死体积，减轻神经元损伤，改善神经功能缺损。不仅如此，circTLK1还是内源性miR-335-3p的sponge起到抑制miR-335-3p活性的作用，导致2,3,7,8-四氯二苯并二恶英（TCDD）诱导的聚（ADP-ribose）聚合酶表达增加和随后神经元损伤的恶化。临床研究也证实急性缺血性卒中患者血浆中circTLK1水平升高（男性59例，女性12例）。这些结果提供了第一个明确的证据表明circTLK1对缺血性脑卒中是有害的。

图1 circTLK1通过ceRNA途径加重缺血性中风后的神经元损伤和神经功能缺损的作用机制

上调的circTLK1以sponge方式竞争性结合miR-335-3p，抑制miR-335-3p的活性，进而增加下游中间体TIPARP的表达，导致神经元损伤并促进脑梗死和神经功能缺损。

在本研究中，作者采用了RNA-seq升级版—绝对定量RNA-seq，对tMCAO（短暂性大脑中动脉栓塞）处理的小鼠缺血皮质中的基因表达谱进行准确测定。

绝对定量RNA-seq

常规转录组测序升级版，引入领先的UMI标记技术，消除测序文库PCR扩增产生的偏好，准确反映样本中转录本原始的丰度（原理见下图）。

姚红红教授课题组真是非常高产的课题组，仅2018年至今，已围绕脑卒中和抑郁症这两种重大神经系统疾病的共性病理机制-神经炎性反应，聚焦表观遗传学-非编码RNA（特别是circRNA）调控机制，发表高水平研究论文5篇。

2018年12月20日，Autophagy：circHECW2通过竞争性结合miR-30d，促进ATG5表达，ATG5以非自噬的作用途径影响EMT过程，参与血脑屏障完整性的调控。[2]

图2 NOTCH1途径参与circHECW2-miR-30d-ATG5轴调控的EndoMT

2018年11月9日，Molecular Psychiatry: circDYM调控抑郁样行为。[3]

图3 circDYM的过表达抑制体内小胶质细胞活化

2018年7月20日，Autophagy：circHECTD1通过miR142-TIPARP调控星形胶质细胞活化。[4]

图4 circHECTD1调节卒中进展的建潜在途径

2018年1月3日，Journal of Neuroscience：circDLGAP4通过靶向miR-143调节与血脑屏障完整性相关的EMT过程，改善缺血性卒中结局。[5]

图5 circDLGAP4/miR-143通过调节与脑血管完整性相关的EndoMT来影响缺血性卒中

参考文献：

1.Wu F, Han B, Wu S, et al.(2019）Circular RNA TLK1 aggravates neuronal injury and neurological deficits after ischemic stroke via miR-335-3p/TIPARP [J]. J Neurosci. 2019 Jul 16. pii: 0299-19. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0299-19.2019

2.Yang L, Han B, Zhang Y, Bai Y, Chao J, Hu G, Yao HH. Engagement of circular RNA HECW2 in the nonautophagic role of ATG5 implicated in the endothelial-mesenchymal transition. Autophagy. 2018;14(3):404-18. doi: 10.1080/15548627.2017.1414755.

3.Yuan Zhang, Longfei Du, Ying Bai, Bing Han, Cancan He, Liang Gong,Rongrong Huang, Ling Shen, Jie Chao, Pei Liu, Hongxing Zhang, Haisan, Zhang, Ling Gu, Junxu Li, Gang Hu, Chunming Xie, Zhijun Zhang, Honghong Yao. CircDYM ameliorates depressive-like behavior by targeting miR-9 to regulate microglial activation via HSP90 ubiquitination. Molecular Psychiatry. 2018; doi: 10.1038/s41380-018-0285-0

4.Han B, Zhang Y, Zhang YH, Bai Y, Chen XF, Huang RR, Wu FF, Leng S, Chao J, Zhang JH, Hu G, Yao HH. Novel insight into circular RNA HECTD1 in astrocyte activation via autophagy by targeting MIR142-TIPARP: implications for cerebral ischemic stroke. Autophagy. 2018;14(7):1164-84. doi: 10.1080/15548627.2018.1458173.

5.Bai Y, Zhang Y, Han B, Yang L, Chen XF, Huang RR, Wu FF, Chao J, Liu P, Hu G, Zhang JH, Yao HH. Circular RNA DLGAP4 Ameliorates Ischemic Stroke Outcomes by Targeting miR-143 to Regulate Endothelial-Mesenchymal Transition Associated with Blood-Brain Barrier Integrity. Journal of Neuroscience. 2018;38(1):32-50. doi: 10.1523/Jneurosci.1348-17.2017.

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