JACC-BTS 江苏省人民医院贾恩志教授团队揭示非经典开放阅读框编码蛋白质circBTBTD-420aa在冠心病中的功能及机制
14小时前 论道心血管 论道心血管 发表于上海
心血管病患病率、死亡率高，冠心病尤甚。贾恩志团队研究发现 NHORFs 编码的 circBTBD7-420aa 能调控动脉粥样硬化，阐述机制并构建工程化外泌体，为冠心病防治提供新途径。
心血管疾病患病率和死亡率居高不下，且呈现持续增长的趋势，其中冠心病(Coronary Artery Disease, CAD)为心血管病死亡的主要原因。尽管在过去几十年中，其诊断和内外科治疗方面取得了显著进展，但仍迫切需要探索新的诊断标志物和治疗靶点。血管中层的平滑肌细胞从收缩表型向分泌表型的转变，并迁移至内膜区域，是一种生理性反应，但是在冠状动脉粥样硬化病变过程中，平滑肌细胞增殖和迁移的异常增多会导致冠状动脉粥样硬化的发展加速。近年来，人们发现许多由非经典开放阅读框(Noncanonical Human Open Reading Frames, NHORFs)编码的蛋白质或多肽在不同的疾病中发挥重要的病理生理功能。然而，尚未发现NHORFs编码的蛋白质或多肽在动脉粥样硬化过程中发挥生物学功能。
2024年11月13日，江苏省人民医院贾恩志教授团队在JACC：Basic to Translational Science上发表了题为“CircBTBD7-420aa encoded by hsa_circ_0000563 regulates the progression of atherosclerosis and construction of circBTBD7-420aa engineered exosomes”的研究论文，初步阐明了NHORFs (环状RNA hsa_circ_0000563)编码的circBTBTD-420aa调控动脉粥样硬化中平滑肌细胞增殖和迁移的具体机制，为动脉粥样硬化的临床防治提供了新的思路和治疗靶点，并构建了靶向平滑肌细胞的circBTBD7-420aa的工程化外泌体，为临床转化打下基础。
首先，作者采用Sanger测序、qPCR、核质分离实验和荧光原位杂交实验证明了circBTBD7的环状结构及其特性。然后，作者使用多个数据库预测到circBTBD7包含了同一个非经典开放阅读框，提示其可能编码了一个未被检测到的蛋白质，作者将其命名为circBTBD7-420aa。接下来作者构建了空白对照质粒、circBTBD7-420aa-flag质粒、circBTBD7-420aa-mut-flag质粒以验证circBTBD7-420aa的存在及活性。另外，作者使用BTBD7抗体可以识别BTBD7和circBTBD7-420aa中同样的免疫原序列，并且western blot成功验证了circBTBD7-420aa的内源性存在。作者还使用了质谱检测鉴定到了circBTBD7-420aa的特异氨基酸序列LLDPGLK。
为了证明circBTBD7-420aa在动脉粥样硬化中的作用，作者使用氧化性低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导人冠状动脉平滑肌细胞(Human Coronary Artery Smooth Muscle Cells，HCASMCs)异常的增殖和迁移，作者发现只有在过表达circBTBD7或circBTBD7-420aa，而不是circBTBD7-mut或circBTBD7-420aa-mut时，HCASMCs异常的增殖和迁移才会被抑制。为了进一步探索circBTBD7-420aa抑制HCASMCs增殖和迁移的分子机制，作者使用了IP-MS以确定circBTBD7-420aa的潜在靶标，首先在质谱结果中确定了circBTBD7-420aa的存在，并确定了SLC3A2作为其潜在靶标。进一步使用co-IP验证了circBTBD7-420aa与SLC3A2的相互作用并使用EdU、CCK8、Transwell和划痕实验确定了circBTBD7-420aa主要通过SLC3A2发挥功能。作者进一步确定了circBTBD7-420aa通过促进SLC3A2的泛素化降解从而减弱了其稳定性。
作者采用了高脂喂养ApoE-/-小鼠构建动脉粥样硬化模型，H&E和Masson实验证实注射circBTBD7-420aa慢病毒可以减轻小鼠主动脉堵塞和胶原沉积程度。
最后，作者构建了靶向平滑肌细胞的circBTBD7-420aa的工程化外泌体，为冠心病的靶向治疗提供了新的策略。
综上，本研究发现NHORFs (环状RNAhsa_circ_0000563)编码的circBTBD7-420aa在翻译后修饰水平影响了SLC3A2的蛋白表达，从而抑制了人冠状动脉平滑肌细胞的异常增殖和迁移，体内实验进一步表明了circBTBD7-420aa抑制动脉粥样硬化进展的作用，并成功构建了靶向平滑肌细胞的circBTBD7-420aa的工程化外泌体，为冠心病的诊治提供新的角度，有望成为冠心病新的生物标志物和治疗靶点。
同时，circBTBTD-420aa的分子功能已获得国家知识产权局发明专利授权，专利号：ZL 2022 1 1314975.2；授权公告日：2023年12月05日；授权公告号：CN 115896101 B。
江苏省人民医院(南京医科大学第一附属医院)贾恩志教授为该论文的通讯作者，硕士甘雄康(现南京医科大学基础医学院博士生)为该论文的第一作者，博士生迟博予为该论文的共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金(No.81170180、No.30400173、No.30971257和No.81970302)的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jacbts.2024.09.003
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