童颜巨乳 国海东和刘宝年团队发表综述解析环形RNA调控心血管疾病的关键信号通路机制
近日,我校童颜巨乳 国海东教授团队、刘宝年团队联合上海大学肖俊杰教授团队,在国际知名学术期刊Journal of Advanced Research发表题为“Circular RNA-mediated regulation of key signaling pathways in cardiovascular diseases: a review”的论文,总结了环状RNA的生命周期、工程学应用潜力,以及其在调控心血管疾病核心信号通路中的研究现状,为该领域研究提供参考的同时,也针对当前心血管疾病治疗面临的分子机制瓶颈,探讨了基于环状RNA的未来探索方向。
近年来,心血管疾病作为一类以多器官血管病变为特征的全球性高发疾病,因高死亡率、高复发率及复杂并发症,对人类健康构成威胁。尽管目前临床在药物治疗与介入治疗技术上已有进步,但心血管疾病的发病率与死亡率仍呈上升趋势,这一现状提示当前医学研究在靶向疾病进展核心分子驱动因素方面,仍存在待探索的空间。在心血管疾病的发病机制中,信号通路调控异常是核心环节,诸多经典信号通路的失衡,直接推动疾病从早期病理改变向临床症状发展。在此背景下,环状RNA作为一类通过前体mRNA反向剪接机制形成的共价闭合单链RNA分子,凭借独特的代谢稳定性与多样化功能,逐渐参与到细胞信号通路调控及心血管疾病发病机制中。与线性RNA相比,环状RNA不易被核酸外切酶降解,能在细胞内长期稳定存在,其独特序列结构也赋予多样化生物学功能,为调控心血管疾病相关信号通路提供了作用靶点。
该综述梳理了环状RNA的完整生命周期,包括其通过反向剪接机制实现的生成过程和依赖核酸内切酶等因素的降解途径。同时,综述阐述了环状RNA的各类功能模式,包括作为“微小RNA 海绵”(miRNA sponge)、与蛋白质互相作用从而调控蛋白活性与定位、翻译多肽、参与DNA/RNA相互作用,以及通过胞外分泌参与细胞间通讯等,这些功能为其调控细胞生理与病理过程提供了分子基础。
此外,综述关注了环状RNA工程学领域的技术进展,为其从基础研究向临床应用转化提供支撑:在体外合成方面,基于各种环化策略制备高纯度、高稳定性的环状RNA;在递送系统构建上,针对心脏组织的脂质纳米颗粒或外泌体递送平台有助于提升作用效率;同时,环状RNA在疫苗研发、基因编辑及适配体开发等领域的应用探索,也为其在心血管疾病诊疗中的应用提供了更多思路。
未来,环状RNA在心血管疾病领域的研究需重点围绕技术整合与临床转化展开。技术上,将依托单细胞组学、空间转录组、CRISPR 成像等技术,解析环状 RNA 在病理微环境中的功能差异与动态变化,优化体外环化、靶向递送等工程化技术,拓展环状RNA与蛋白质相互作用的机制研究;临床转化上,将推进生物标志物检测标准化,加快相关药物临床试验进程,通过优化设计与纯化工艺保障治疗安全性,同时整合机器学习、合成生物学与基因编辑技术,挖掘患者特异性靶点,推动精准治疗创新,助力环状RNA成为心血管疾病诊疗的新型工具。
我校本科生游千慧、张维维、顧芊瀛为论文共同第一作者,国海东研究员、肖俊杰教授、刘宝年讲师为论文共同通讯作者,童颜巨乳-麻豆影片-麻豆a片 为论文的第一及通讯单位。该研究工作得到国家自然科学基金、上海市科学技术重大项目和上海市优秀学术带头人计划等项目资助。