环状RNA的全新应用：通过miRNA的海绵作用来治疗心脏病

心力衰竭是许多心血管疾病的最终常见病理。它是世界范围内死亡率和发病率的主要原因，这给人们带来了巨大的医疗压力，因此，迫切需要开发新颖的治疗方法。

作为基因表达的微调剂，miRNA在正常发育和体内平衡中起着至关重要的作用，其失调与多种疾病的发病机制有关。因此，靶向miRNAs是一种有希望的治疗途径。第一种抗miRNA治疗药物Miravirsen在II期临床试验中显示出抗丙型肝炎病毒感染的功效，且副作用极小。尽管对现有的miRNA干扰技术的不断开发和优化已在临床试验中带来了治疗益处，但仍然存在许多挑战——半衰期短、脱靶效应和不可代谢分子（例如LNA核苷酸）的潜在积累等。

环状RNA（circRNA）是一类新型非编码RNA，是细胞中普遍存在的环状单链RNA，研究表明，circRNA主要通过作为miRNA的海绵（sponge）来吸附并抑制miRNA，从而发挥调控作用。cicRNA没有5'端帽子和3'polyA尾巴，免受RNase介导的降解，因此能更稳定地存在于细胞中。

2020年4月14日，Molecular Therapy 上线了一篇来自新加坡国立大学的最新研究论文：Engineered circular RNA sponges act as miRNA inhibitors to attenuate pressure overload induced cardiac hypertrophy （工程化环状RNA通过海绵作用抑制miRNA来减轻压力超负荷引起的心肌肥大）。

该研究设计了一种靶向miRNA的circRNA海绵（circmiR），并通过体外和体内实验证实，能够有效抑制miRNA活性，并减轻心脏病小鼠模型的疾病进展。表明工程化circRNA具有非常大的潜力，可作为未来的治疗心脏疾病的方法。

病理性心肌肥大与心脏功能障碍和纤维化重塑有关，会损害心脏收缩和舒张功能，并最终发展为心力衰竭。

最近的研究表明，心肌细胞中miR-132/212家族的表达上调，会导致病理性心肌肥大，而通过miRNA拮抗剂抑制miR-132/212则会减轻心肌肥大进展，在动物模型中能够消除心力衰竭，目前已经开展1期临床试验。

在这项研究中，研究人员设计了靶向miR132/212家族的circmiR，以测试其对miRNA抑制的有效性，作为药物治疗的效果。

人为设计构建的circRNA海绵（circmiR）具有更低使用剂量和更长半衰期的优点。

研究人员构建了一个circRNA海绵（circmiR），以靶向已知的引起心肌肥大的miRs-132和-212。在荧光素酶挽救实验中，表达的circmiR竞争性抑制miR-132和-212活性，并且比线性mRNA海绵具有更高的稳定性。

研究团队进一步确认，包含12个结合位点且间距为12个核苷酸的circRNA海绵（circmiR）设计最佳。

在心脏疾病的横向主动脉缩窄（TAC）小鼠模型中，使用腺相关病毒（AAV）在体内将circmiRs传递至心肌细胞。实验结果显示，肥大性疾病的特征减弱，并且在治疗的小鼠中心脏功能得以保留，证明了circmiR作为新型治疗工具的潜力。

此外，circRNA海绵（circmiR）在抑制miRNA功能方面比目前的金标准antagomiR具有更高的体外抑制效果。

总的来说，该研究设计了一种靶向miRNA的circRNA海绵（circmiR），并通过体外和体内实验证实，能够有效抑制miRNA活性，并减轻心脏病小鼠模型的疾病进展。表明工程化circRNA具有非常大的潜力，可作为未来的治疗心脏疾病的方法。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2020.04.006

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