清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一種通過調(diào)控氧化應(yīng)激預(yù)防腎結(jié)石的新型環(huán)狀RNA

腎結(jié)石是全球常見疾病，患病率1%-20%，其中草酸鈣（CaOx）結(jié)石占比約80%。盡管微創(chuàng)技術(shù)改善了結(jié)石清除效果，但復(fù)發(fā)率高，其發(fā)病機(jī)制尚未明確，亟需探索新調(diào)控通路。CaOx結(jié)晶黏附腎小管上皮可通過炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激（ROS 過量、線粒體功能障礙、抗氧化系統(tǒng)破壞）誘導(dǎo)細(xì)胞損傷，促進(jìn)結(jié)石形成。非編碼RNA在腎結(jié)石中作用受關(guān)注，但circRNAs的功能研究較少。近期，清華大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院李建興、蘇博興研究團(tuán)隊(duì)在INT J BIOL MACROMOL (IF 8.5)期刊發(fā)表文章“CircEGLN1 alleviates calcium oxalate-induced renal injury via miR-212-5p/STARD7 axis, offering a potential strategy for kidney stone prevention”。研究闡明了circEGLN1/miR-212-5p/STARD7軸作為腎結(jié)石氧化損傷的一種新的調(diào)節(jié)機(jī)制，不僅促進(jìn)了對(duì)ncRNA介導(dǎo)的腎保護(hù)作用的理解，而且突出了circEGLN1作為預(yù)防CaOx誘導(dǎo)的腎結(jié)石形成的有希望的治療靶點(diǎn)。
· 維真助力·
病毒產(chǎn)品：AAV-circEGLN1、AAV-NC
注射部位：左腎盂
病毒用量：2×10^11 vg per mouse
檢測(cè)時(shí)間：感染后3周

研究結(jié)果
1、circEGLN1在體外通過吸附miR-212-5p抑制COM誘導(dǎo)的腎小管細(xì)胞氧化損傷
通過對(duì)COM誘導(dǎo)的HK-2細(xì)胞進(jìn)行核糖體RNA去除的circRNA測(cè)序及分析，發(fā)現(xiàn)circEGLN1顯著下調(diào)。該circRNA在人與鼠中序列高度保守（93.4%），均由EGLN1的2-3號(hào)外顯子反向剪接形成，具有高穩(wěn)定性和長(zhǎng)半衰期；亞細(xì)胞分離實(shí)驗(yàn)證實(shí)其主要定位于細(xì)胞質(zhì)。臨床RNA FISH顯示腎結(jié)石患者腎組織中circEGLN1表達(dá)較低；在乙醛酸誘導(dǎo)的腎結(jié)石小鼠模型中，AAV介導(dǎo)的circEGLN1過表達(dá)顯著減少腎CaOx晶體沉積，提示其預(yù)防潛力。

體外實(shí)驗(yàn)中，circEGLN1過表達(dá)減輕了COM誘導(dǎo)的腎小管細(xì)胞氧化損傷，而敲低則加重?fù)p傷。結(jié)合生物信息學(xué)預(yù)測(cè)和miRNA-seq分析，研究團(tuán)隊(duì)鎖定miR-212-5p為關(guān)鍵相互作用miRNA，并通過RNA pull-down和雙熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了二者的直接結(jié)合。功能拯救實(shí)驗(yàn)表明，circEGLN1過表達(dá)抑制COM誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷并降低ROS水平，而miR-212-5p激動(dòng)劑可完全逆轉(zhuǎn)這一保護(hù)作用。這些結(jié)果證實(shí)circEGLN1通過吸附miR-212-5p減輕腎小管氧化損傷。

2、STARD7敲低部分逆轉(zhuǎn)circEGLN1對(duì)COM誘導(dǎo)的體外氧化損傷的保護(hù)作用
接下來，研究團(tuán)隊(duì)通過生物信息學(xué)篩選miR-212-5p的潛在保守靶點(diǎn)，結(jié)合GEO數(shù)據(jù)集GSE192703的再分析，發(fā)現(xiàn)STARD7是CaOx腎結(jié)石小鼠中顯著下調(diào)的基因。在COM誘導(dǎo)的HK-2和TCMK-1細(xì)胞中，STARD7的mRNA和蛋白水平均顯著降低，而circEGLN1過表達(dá)可逆轉(zhuǎn)這一下調(diào)趨勢(shì)。雙熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)證實(shí)STARD7是miR-212-5p的直接靶標(biāo)，且miR-212-5p抑制劑處理顯著恢復(fù)STARD7蛋白表達(dá)，進(jìn)一步驗(yàn)證了二者的靶向關(guān)系。功能上，STARD7 siRNA敲低完全逆轉(zhuǎn)了circEGLN1過表達(dá)對(duì)COM誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡的保護(hù)作用，并抵消了circEGLN1降低ROS生成和MDA水平的效應(yīng)。這些結(jié)果證實(shí)，circEGLN1通過吸附miR-212-5p解除其對(duì)STARD7的抑制，從而減輕腎小管細(xì)胞的氧化損傷。

3、CircEGLN1通過吸收miR-212-5p減輕CaOx腎結(jié)石小鼠CaOx誘導(dǎo)的腎臟氧化損傷
最后，研究團(tuán)隊(duì)在乙醛酸誘導(dǎo)的CaOx腎結(jié)石小鼠模型中設(shè)立三組實(shí)驗(yàn)：對(duì)照組（rAAV空載體）、circEGLN1過表達(dá)組（rAAV-OE-circEGLN1）和circEGLN1過表達(dá)+miR-212-5p激動(dòng)劑組。結(jié)果顯示，circEGLN1過表達(dá)顯著提高腎組織中STARD7的mRNA和蛋白水平，而miR-212-5p激動(dòng)劑完全逆轉(zhuǎn)這一效應(yīng)，證實(shí)circEGLN1通過吸附miR-212-5p解除其對(duì)STARD7的抑制。Von Kossa染色顯示circEGLN1過表達(dá)組CaOx晶體沉積減少，miR-212-5p激動(dòng)劑恢復(fù)沉積；PAS染色和KIM-1檢測(cè)表明circEGLN1改善腎小管損傷，miR-212-5p抵消此保護(hù)作用。此外，circEGLN1過表達(dá)降低腎組織ROS和MDA水平，同時(shí)提升CAT、SOD、GSH活性，而miR-212-5p激動(dòng)劑拮抗這些效應(yīng)。綜上，circEGLN1通過吸附miR-212-5p上調(diào)STARD7表達(dá)，進(jìn)而減輕CaOx誘導(dǎo)的腎氧化損傷和晶體沉積。

結(jié)論
本研究通過高通量circRNA測(cè)序和跨物種保守性分析，首次系統(tǒng)闡明了circEGLN1在草酸鈣誘導(dǎo)的腎小管氧化損傷中的保護(hù)機(jī)制。研究證實(shí)，circEGLN1通過特異性吸附miR-212-5p解除其對(duì)STARD7的抑制，進(jìn)而上調(diào)STARD7表達(dá)，增強(qiáng)抗氧化防御系統(tǒng)，最終減輕氧化應(yīng)激和細(xì)胞死亡。這些發(fā)現(xiàn)不僅填補(bǔ)了環(huán)狀RNA在腎結(jié)石病理調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的認(rèn)知空白，同時(shí)提示circEGLN1可作為預(yù)防腎小管氧化損傷的潛在治療靶點(diǎn)。