外泌體 circASXL1 成為心梗修復(fù)的新靶點(diǎn)

隨著現(xiàn)代生活習(xí)慣的改變，熬夜等不良生活行為愈加普遍，心血管疾病的發(fā)病率與日俱增，在世界范圍內(nèi)造成的健康負(fù)擔(dān)令人擔(dān)憂。尤其是心肌梗死（Myocardial infarction, MI），這一病癥嚴(yán)重威脅著病患的生命，其潛在并發(fā)癥成為全球范圍內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。 

 數(shù)據(jù)顯示，我國每年新發(fā)心梗約60萬例，死亡比例在30%以上。"早期再灌注治療"是降低心梗死亡率的關(guān)鍵。通過放支架和溶栓的方式開通血管，疏通堵塞的冠狀動(dòng)脈，讓心臟重獲血液供應(yīng)。開通血管的理想時(shí)間是發(fā)病后120分鐘內(nèi)，每拖延一分鐘，就會(huì)有大量的心肌細(xì)胞死去。但遺憾的是，在這場(chǎng)生命與時(shí)間的爭(zhēng)奪戰(zhàn)中，我們的答卷并不十分理想。以2013年的數(shù)據(jù)為例，我國急性心肌梗死患者約70萬例，只有5%的患者得到規(guī)范治療。 

成年哺乳動(dòng)物心肌細(xì)胞（Cardiomyocytes, CMs）再生能力有限，是目前臨床治療心肌損傷的難題。通過提高 CDK6 和 DNA 含量來促進(jìn)心肌細(xì)胞周期再進(jìn)入的方式雖能促進(jìn) CMs 再生，但由于缺乏正確的細(xì)胞分裂導(dǎo)致產(chǎn)生雙核 CMs。因此尋找促進(jìn)細(xì)胞分裂的關(guān)鍵通路有望促進(jìn) MI 修復(fù)。 2024年6月24日，蘇州大心血管病研究所的李楊欣教授團(tuán)隊(duì)在 Theranostics 期刊上發(fā)表題為"The orchestration of cell-cycle reentry and ribosome biogenesis network is critical for cardiac repair"的文章。該項(xiàng)研究利用 Ribo-Halo、Ribo-disome 等實(shí)驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)核仁素（Nucleolin, Ncl）調(diào)控的核糖體新生是促進(jìn)心肌修復(fù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并結(jié)合 Rb1 心肌特異性敲除小鼠模型，闡明了外泌體 circASXL1 參與心肌修復(fù)的 CDK6/Rb1/cell-cycle reentry 和 Ncl/Ribo-bio/cytokinesis 分子網(wǎng)絡(luò)。 

 由于新生乳鼠 CMs 具有較強(qiáng)的再生潛能，因此該研究通過 RNA 蛋白組測(cè)序比較了年輕和衰老心臟中相關(guān)的 mRNA 和蛋白的表達(dá)情況，確定了 Rb1 和 Ncl 可能在心肌再生中發(fā)揮重要作用。但二者在心肌再生中發(fā)揮的具體作用并不明確。此外，他們還通過 RT-qPCR 鎖定了環(huán)狀 RNA circASXL1 可能對(duì)于 MI 發(fā)展具有重要意義，并且通過外泌體遞送 circASXL1 有利于 MI 后的心肌損傷修復(fù)。 該研究首先在細(xì)胞層面沉默 Rb1，發(fā)現(xiàn) Rb1 沉默后可促進(jìn) H9C2 細(xì)胞和原代心肌細(xì)胞增殖。進(jìn)一步構(gòu)建了 Rb1 心臟特異性敲除小鼠，與體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同的是，雖然 Rb1 敲除可以促進(jìn) CMs 增殖，但對(duì)于 MI 小鼠的長期心功能恢復(fù)并沒有益處。 

為了進(jìn)一步闡明外泌體中 circASXL1 促進(jìn)心肌修復(fù)的機(jī)制，研究人員又將目光鎖定在測(cè)序結(jié)果上，測(cè)序結(jié)果表明調(diào)控核糖體新生的 Ncl 在衰老心臟中表達(dá)下調(diào)，并且 GO 分析也表明核糖體新生和細(xì)胞周期途徑可能參與了心肌再生的調(diào)控。因此他們通過 circASXL1 功能獲得/缺失策略，結(jié)合銀染、Ribo-disome、EU 以及 Ribo-Halo 等多種研究方法，證實(shí) circASXL1 可通過促進(jìn)核糖體新生來促進(jìn)心肌細(xì)胞增殖。機(jī)制上，RIP 實(shí)驗(yàn)表明 circASXL1 結(jié)合在 Ncl 的5'UTR，穩(wěn)定 Ncl 的表達(dá)，以促進(jìn)核糖體新生和胞質(zhì)分裂，修復(fù)受損心肌。 為了更加明確外泌體遞送的 circASXL1 調(diào)控的核糖體新生途徑，該研究中還使用了小分子抑制劑 CX5461 抑制核糖體新生，結(jié)果表明 CX5461 可減弱外泌體的治療作用，具體表現(xiàn)在核糖體新生障礙、胞質(zhì)分裂被抑制以及心功能受損等方面。 

總之，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn) circASXL1/miR-1/Rb1 和 circASXL1/Ncl 信號(hào)通路協(xié)調(diào) CMs 細(xì)胞增殖。并且證明臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體可通過遞送 circASXL1 刺激 CMs 細(xì)胞周期再進(jìn)入和胞質(zhì)分裂，促進(jìn) MI 修復(fù)。這一發(fā)現(xiàn)有望為基于 circASXL1 信號(hào)網(wǎng)絡(luò)開發(fā) MI 新療法提供理論基礎(chǔ)。