HFR-circRNA靶向miR-199b-5p/HSF1信号轴调控心力衰竭发生的机制研究

Heat shock transcription factor 1（HSF1）is an important protective endogenous factor of heart failure. Our previous research finds that inhibiting expression of HSF1 via miR-199b-5p is a major pathway for occurrence of heart failure. Recently, by applying microarray analysis, we further discover that there are 3 significantly changed circRNAs which have potential binding sites with miR-199b-5p in heart failure model of mice, but only HFR-circRNA can inhibit the expression of miR-199b-5p and hypertrophic genes in cardiac myocytes.Thus, we speculate that HFR-circRNA probably has an influence on the pathogenesis of heart failure by regulating miR-199b-5p/HSF1 axis. In this project，we plan to regulate the expression of HFR-circRNA, miR-199b-5p and HSF1 at cell and animal levels by applying techniques of transgene, gene knockout and virus transfection, meanwhile, to build pressure-overload model by mechanical stretch in vitro cell and by transverse aortic constriction in vivo mice. Our aim is to explore the molecular mechanism of HFR-circRNA targeting miR-199b-5p/HSF1 signal axis in the development of pressure-overload induced heart failure, in hope that it will provide new diagnosis and treatment targets of heart failure.

热休克转录因子HSF1是心力衰竭的内源性保护因子。本课题组既往发现，miR-199b-5p调控HSF1并参与了心力衰竭的发生。近期我们通过芯片分析发现，心力衰竭小鼠心脏中有3种变化显著的circRNA与miR-199b-5p存在潜在结合位点，但是只有HFR-circRNA可以抑制心肌细胞中miR-199b-5p和肥大标志基因的表达。故推测：HFR-circRNA可能通过调控miR-199b-5p/HSF1信号轴影响心力衰竭的发生。本研究拟通过转基因、基因敲除、病毒转染等技术，在动物和细胞水平干预HFR-circRNA、miR-199b-5p和HSF1的表达，并分别建立在体小鼠升主动脉缩窄和离体细胞机械牵张的压力超负荷模型，阐明HFR-circRNA靶向miR-199b-5p/HSF1信号轴调控压力超负荷心力衰竭发生的分子机制，从而为心力衰竭的诊疗提供新的靶点。

心力衰竭是多种心脏疾病的终末阶段，寻找和发现细胞内与心肌损伤相关的致病基因或保护基因，并开展其分子信号调控机制研究，是心力衰竭研究的重要方向。.本研究基于离体心肌细胞构建并转染HFR-circRNA和miR-199b-5p的病毒载体，通过FISH、荧光素酶报告基因等方法，研究HFR-circRNA靶向miR-199b-5p的海绵吸附作用；通过机械牵张建立压力超负荷模型，研究HFR-circRNA影响压力刺激时细胞表型及机制；利用小鼠在体心脏，通过缩窄升主动脉方法建立小鼠压力超负荷心力衰竭模型，通过腺相关病毒转染等方法，建立心脏HFR-circRNA和miR-199b-5p过表达/敲低的心脏模型，研究HFR-circRNA改善小鼠压力超负荷心力衰竭的效应及机制，收集外周血，研究 HFR-circRNA和心力衰竭的相关性。.我们的结果表明HFR-circRNA可以直接与miR-199b-5p结合，发挥miRNA海绵作用，阻断miR-199b-5p的作用。在HFR-circRNA过表达细胞中，自噬标志物LC3BII/LC3BI降低，P62升高，自噬小体数量减少，表明HFR-circRNA影响小鼠心肌细胞自噬表型。进一步研究中，我们发现HFR-circRNA敲低MCM细胞中miR-199b-5p的水平显著升高，下游转录因子HSF1水平增加。拯救实验表明强制过表达miR-199b-5p可以抵消HFR-circRNA引起的HSF1表达增加，说明miR-199b-5p/HSF1是HFR-circRNA保护心脏的关键下游通路。HFR-circRNA过表达小鼠的左心室容积和射血分数改善，自噬标志物LC3BII/LC3BI降低，P62升高，自噬体形成少于对照组，表明HFR-circRNA过表达改善了压力超负荷诱导的心力衰竭和自噬。临床实验说明血清HFR-circRNA在心力衰竭患者中下调，有效治疗后表达显著升高，表明HFR-circRNA可能是人类心力衰竭的潜在生物标志物。.我们的研究表明HFR-circRNA是一种具有心脏保护作用的circRNA，通过吸附miR-199b-5p/HSF1在心力衰竭中发挥作用，可能成为一种新的疾病诊断和监测生物标志物。