《Cellular Signalling》：circFAM53B-1 and circFAM53B-2 drive VSMC phenotypic modulation via ISG15-mediated suppression of SRF
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本研究发现PDGF-BB通过KLF4上调circFAM53B-1/2，抑制SRF表达，促进血管平滑肌细胞表型转换，为血管重塑疾病治疗提供新靶点。
赵凌丹|李艳|毕然|沈嘉艺|高英波|宋俊怀|甄泽坤|郑斌|连洪光|文金坤|张新华
河北医科大学生物化学与分子生物学系，神经与血管生物学国家重点实验室，中国石家庄050017
摘要
尽管circRNA在多种疾病研究中被广泛关注，但它们在血管平滑肌细胞（VSMCs）表型调控中的作用仍不完全清楚。本研究旨在探讨两种新发现的circRNA（circFAM53B-1和circFAM53B-2）在VSMCs表型转换中的调控功能及其分子机制。我们发现，circFAM53B-1和circFAM53B-2在PDGF-BB的作用下以KLF4依赖的方式上调。它们通过抑制血清反应因子（SRF）的表达，降低了VSMCs的收缩标志物α-SMA和SM22α的水平。机制上，PDGF-BB-KLF4-circFAM53B1/2轴增强了ISG15的表达，进而通过泛素-蛋白酶体途径促进了SRF的降解，从而促进了VSMCs的表型转换。本研究确定circFAM53B-1和circFAM53B-2是通过ISG15-SRF途径调控VSMCs表型转换的关键因子。这些发现为血管重塑的分子机制提供了新的见解，并为相关疾病的治疗提供了潜在靶点。需要进一步研究以明确circFAM53B-1/2对ISG15的精确调控机制，并评估其体内的治疗潜力。
引言
血管平滑肌细胞（VSMCs）位于血管壁的中层，是维持血管结构完整性和张力的主要细胞类型，在血管稳态和功能中起着关键作用[1]。与大多数终末分化的细胞不同，VSMCs表现出显著的表型可塑性[2]。在生理条件下，它们通常表现出收缩表型，其特征是高表达平滑肌分化标志物，如α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和平滑肌22α（SM22α）[3]。然而，在细胞因子和机械损伤等病理刺激下，VSMCs可以从收缩状态转变为去分化状态，这一过程称为合成表型[4],[5]。VSMCs的表型转换伴随着收缩标志物的下调，以及增殖和迁移能力的增强，以及细胞外基质成分的合成和分泌增加[6]。VSMCs的表型转换在血管重塑疾病（包括动脉粥样硬化（AS）、血管成形术后再狭窄和高血压）的发病机制中起着重要作用[7],[8],[9]。因此，研究VSMCs表型转换的分子机制对于预防和治疗心血管疾病具有重要意义。
Krüppel样因子4（KLF4）是一种含有锌指结构的转录因子，通过与启动子区域中的GC/GT富集序列结合来调控多种生物过程，包括增殖、分化和凋亡[10],[11]。KLF4在多种血管细胞类型（如内皮细胞、VSMCs和巨噬细胞）中表达，并受剪切应力、转化生长因子-β（TGF-β）和血小板衍生生长因子-BB（PDGF-BB）等因素的调节[12],[13]。它在正常的血管发育和血管重塑疾病的发病机制中起着关键作用[14]。因此，KLF4被认为是VSMCs表型转换的核心调控因子，也是血管重塑疾病的潜在治疗靶点。
环状RNA（circRNAs）是一类通过前体mRNA（pre-mRNAs）的反剪接产生的共价闭合的环状RNA分子[15]。它们在真核细胞中以组织特异性和疾病特异性的方式大量存在并表达[16]。功能上，circRNAs可以通过隔离microRNA或与RNA结合蛋白相互作用来调控基因表达[17]。一些circRNAs也被证明可以编码功能性蛋白质，参与生理和病理过程[18]。尽管circRNAs在癌症、免疫系统疾病和神经系统疾病中已被广泛研究，但越来越多的证据表明它们也与心血管疾病有关[19]。此前，我们的实验室进行了circRNA微阵列分析，鉴定出一组受KLF4调控的circRNAs。后续研究强调了这些KLF4依赖的circRNAs在心血管疾病中的作用。例如，受KLF4调控的circCTDP1通过上调PFKFB3促进VSMCs的糖酵解，从而驱动表型转换[20]。同样，受KLF4调控的circZBTB46抑制TGF-β/Smad信号通路并抑制VSMCs中的COL1A2表达[21]。
在我们的微阵列分析中鉴定出的受KLF4调控的circRNAs中，有两种来自FAM53B转录本：circFAM53B-1来源于FAM53B基因的外显子2，circFAM53B-2由外显子2和3组成。虽然已有研究表明circFAM53B可以编码引发抗肿瘤免疫的抗原肽[22]，但circFAM53B-1和circFAM53B-2在心血管疾病中的作用尚未被探索。因此，本研究旨在探讨它们在这方面的功能。
我们的研究发现，circFAM53B-1和circFAM53B-2表现出相似的生物学活性。两者都受KLF4和PDGF-BB的上调，而PDGF-BB是VSMCs表型转换的关键诱导因子。此外，circFAM53B-1/2通过抑制血清反应因子（SRF）的表达来介导PDGF-BB诱导的VSMCs表型转换。机制上，PDGF-BB-KLF4-circFAM53B-1/2轴增强了干扰素刺激基因15（ISG15）的表达，进而抑制SRF的表达和VSMCs的分化。
动物实验
所有动物实验均遵循河北医科大学实验动物伦理与福利委员会批准的伦理政策和程序（批准编号：HebMU 20,080,026），并采取了尽可能减少动物痛苦的措施。C57BL/6J和ApoE?/?小鼠购自北京Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.。所有动物均在河北医科大学动物中心的SPF条件下饲养，温度得到控制
在VSMCs中鉴定circFAM53B-1和circFAM53B-2
对过表达KLF4的VSMCs进行初步的circRNA微阵列分析表明，KLF4促进了两种来自FAM53B转录本的环状RNA的生成[20]，分别命名为circFAM53B-1和circFAM53B-2。circFAM53B-1来源于FAM53B基因的外显子2的环化，而circFAM53B-2由外显子2和3组成（图1A，B）。Sanger测序确认这两种circRNA的从头到尾的剪接接合序列与报道的序列一致（has_circ_0005734和
讨论
在生理条件下，动脉壁中的VSMCs主要表现出收缩表型，这对于维持正常的血管张力和结构稳定性至关重要[28]。然而，在动脉粥样硬化或血管损伤等病理条件下，VSMCs可以从收缩状态转变为合成状态——这一过程称为VSMCs的表型转换，是多种血管重塑疾病的关键病理基础[29],[31]。
CRediT作者贡献声明
赵凌丹：撰写——初稿，可视化，方法学，概念构思，实验设计。李艳：正式分析，实验设计，可视化。毕然：正式分析，实验设计，可视化。沈嘉艺：可视化，方法学，正式分析。高英波：可视化，验证，方法学，正式分析。宋俊怀：验证。甄泽坤：验证。郑斌：监督，概念构思。连洪光：验证。文金坤：撰写——审稿与编辑
资助
本研究得到了国家自然科学基金（编号：81770285，资助对象：X.Z.）和河北省自然科学基金（编号：H2025206813，资助对象：X.Z.；编号：H2022206074，资助对象：X.Z.；编号：H2021206459，资助对象：X.Z.）的资助。
