A-to-I编辑的miR-411通过靶向TGFBR2和CD44减轻梗死后心脏纤维化

摘要

目的 探讨小非编码RNA序列上的A-to-I编辑在心肌梗死(简称心梗)后心脏纤维化过程中的作用及治疗潜力。方法 结合GEO数据库和课题组自有的心梗小鼠模型RNA-seq数据,从心梗不同阶段的RNA-seq数据出发,全基因组分析识别位于小非编码RNA序列的A-to-I RNA编辑。在心梗后1 d到8周不同时间点的进程中,有4个miRNA上发生了在对照组和心梗组具有比例差异的A-to-I RNA编辑位点。其中,miR-411种子区第4核苷酸的A-to-I编辑比例随心梗进程显著升高(P<0.01)。后续测序验证证实miR-411种子区该位点的A-to-I编辑发生在小鼠心梗模型及心力衰竭患者中。结果 miR-411种子区第4核苷酸的A-to-I编辑比例变化主要发生在心肌成纤维细胞而非心肌细胞中,该位点的编辑依赖ADAR2而非ADAR1。与野生型miR-411(WT-miR-411)相比,编辑后的miR-411(ED-miR-411)在心脏成纤维细胞中显示出胶原相关通路[例如细胞外基质(extracellular matrix,ECM)受体相互作用、含胶原的ECM和ECM组织]的抑制能力(P<0.01)。机制上,双荧光素酶实验证实ED-miR-411直接靶向转化生长因子β受体2型(typeⅡtransforming growth factor-beta receptor,TGFBR2)和CD44的3′UTR,并抑制其表达,二者是TGF-β介导成纤维细胞活化的关键驱动因子。ED-miR-411过表达可抑制TGF-β诱导的胶原合成和成纤维细胞增殖(P<0.05)。在体内实验中,心梗后1周心肌内注射ED-miR-411模拟物可使纤维化减少约40%,射血分数提高15%(与对照组相比,P<0.01),而WT-miR-411无治疗作用。结论 miR-411的A-to-I编辑通过抑制TGFBR2和CD44,成为内源性抗纤维化机制,从而阻断TGF-β信号和ECM失调。本研究提示ED-miR-411可能是一种新型RNA疗法候选分子,可减轻梗死后心脏重塑。

关键词

RNA编辑 / 心肌纤维化 / 转化生长因子β受体2型 / CD44