Hsa_circ_0004662介导hsa-miR-532调控HMGB3促进溃疡性结肠炎发生发展机制研究

研究背景与目的:溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)是一类累及肠粘膜的炎症性疾病。随着发病率及患病率的升高,严重影响患者的生活质量,并带来沉重的经济负担,这使我们寻找治疗的新靶点迫在眉睫。环状RNA(circ RNA)因具有环状结构而更加稳定,同时具有丰富性、保守性、组织特异性以及表达时空性等特点,并且近年来的报道发现circ RNA参与UC发病的生理机制。已有研究证实,hsa_circ_0004662在UC组织中表达上升,但目前关于hsa_circ_0004662参与UC的调控机制未见报道;同时,分析发现hsa_circ_0004662潜在调控miR-532,高迁移率组蛋白B3(The high mobility group protein B3,HMGB3)是miR-532的潜在靶基因,HMGB3与炎症反应密切相关。因此,我们研究提出了hsa_circ_0004662作为竞争性内源RNA靶向调控hsa-miR-532/HMGB3信号轴参与UC发生发展假说,目的是揭示hsa_circ_0004662激活炎症促进UC发生发展作用机制,为UC治疗和早期分子诊断提供科学基础和作用靶点。材料与方法:首先,体外细胞实验培养人正常肠上皮细胞FHC细胞和NCM460细胞,采用LPS构建炎症细胞模型,检测hsa_circ_0004662的表达水平,再构建hsa_circ_0004662干扰和过表达质粒,使用实时荧光定量PCR(Quantitative realtime PCR,q PCR)检测hsa_circ_0004662的表达水平,细胞计数试剂CCK-8(Cell Counting Kit-8,CCK-8)和胸腺嘧啶核苷类似物(5-ethynyl-2′-deoxyuridine,Ed U)染色检测细胞增殖,流式细胞仪检测细胞凋亡,Western blot检测凋亡相关蛋白Caspase 3、Caspase 9、HMGB3的表达水平,酶联免疫吸附试验(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factorα,TNFα)、白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)的表达水平,并使用生物信息分析和双荧光酶素报告实验验证hsa_circ_0004662、hsamiR-532和HMGB3之间的关系。然后,采用葡聚糖硫酸钠(Dextran sulfate sodium,DSS)构建UC小鼠模型,采用circ_0004662干扰慢病毒进行干预,观察小鼠生存状态,测量小鼠体重及疾病活动指数(Disease activity index,DAI)评分,测量结肠长度,观察结肠病理变化,使用苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin,HEE7080分子式)染色检测组织结构变化和炎症细胞浸润的现象,ELISA检测IL-6,TNFα、IL-1β的含量,q PCR检测circ_0004662、miABT-199分子量R-532 mimics和HMGB3的表达水平,Western blot检测HMGB3、Caspase 3、Caspase9的表达水平。结果:1.UC炎症模型下,与对照组相比,hsa_circ_0004662的表达水平增高。2.Hsa_circ_0004662促进溃疡性结肠炎发生发展:与对照组相比,炎症环境下,细胞增殖下降、凋亡及凋亡相关蛋白Caspase 3、Caspase 9增多,IL-6、TNFα、IL-1β的表达水平升高;下调hsa_circ_0004662的水平,与炎症组相比,细胞活力增加、凋亡及凋亡相关蛋白Caspase 3、Caspase 9减少,IL-6、TNFα、IL-1β的表达水平下降?3.Hsa_circ_0004662主要在细胞质中存在,生物信息分析及双荧光素酶实验证实hsa_circ_0004662靶向调控hsa-miR-532以及hsa-miR-532靶向调控HMGB3,同时干扰hsa_circ_0004662和过表达hsa-miR-532可下调HMGB3的表达水平。4.Hsa_circ_0004662-miR-532 mimics-HMGB3互补实验:上调miR-532 mimics的表达水平,细胞增殖活力增加,HMGB3、Caspase 3、Caspase 9、IL-6、TNFα、IL-1β的表达水平显著下降;过表达hsa_circ_0004662,细胞Analytical Equipment增殖活力显著下降,HMGB3、Caspase 3、Caspase 9、IL-6、TNFα、IL-1β的表达水平显著上升;下调HMGB3,细胞增殖活力显著上升,Caspase 3、Caspase 9、IL-6、TNFα、IL-1β的表达水平显著下降。5.Circ_0004662干扰慢病毒抑制小鼠UC的发生与发展:炎症环境下,小鼠的生存率及体重显著下降,DAI评分及病理评分增加,结肠长度显著缩短,IL-6、TNFα、IL-1β、circ_0004662和HMGB3的表达水平显著升高,miR-532的表达水平降低;下调circ_0004662水平,小鼠的生存率及体重显著上升,DAI评分及病理评分下降,结肠长度增长,HMGB3、IL-6、TNFα、IL-1β的表达水平显著下降,miR-532的表达水平上升。结论:本研究通过体外细胞实验及动物实验发现hsa_circ_0004662在溃疡结肠炎中的表达水平上升,证明了hsa_circ_0004662参与了溃疡性结肠炎的发生与发展,并发现其通过介导hsa-miR-532调控HMGB3来进一步促进溃疡性结肠炎发生发展。