《Life Sciences》：CircClint1/miR-378b/NPDC1 axis: A novel therapeutic target and biomarker for myocardial infarction
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张欣|朱星宇|党子健|陈明哲|田佳音|郭晓晴|郭如星|韩楚彤|沈娜娜|李星革|刘杰|吴晓鹏|杨阳|常慧|金珍晓中国西北大学生命科学与医学学院创新药物研究实验室（心力衰竭方向），中国西安市太白北路229号，邮编710069摘要心肌梗死（MI）仍然是全球发病的主要原因之一，由于现有药
张欣|朱星宇|党子健|陈明哲|田佳音|郭晓晴|郭如星|韩楚彤|沈娜娜|李星革|刘杰|吴晓鹏|杨阳|常慧|金珍晓
中国西北大学生命科学与医学学院创新药物研究实验室（心力衰竭方向），中国西安市太白北路229号，邮编710069
摘要
心肌梗死（MI）仍然是全球发病的主要原因之一，由于现有药物干预措施在阻止不良重构方面的局限性，常常会发展为不可逆的缺血性心肌病。在本研究中，我们结合全转录组测序和生物信息学分析，在小鼠心肌梗死模型中鉴定出circClint1作为梗死微环境中的关键上调介质。通过荧光素酶报告基因实验和RNA pull-down实验证实，circClint1作为miR-378b的竞争内源性RNA（ceRNA），从而劫持miRNA并阻止其下游靶标NPDC1的降解。值得注意的是，体内Western blot和免疫荧光实验均显示，缺血应激会触发NPDC1蛋白在细胞质中的显著且时空性的积聚。在功能层面，我们建立了AAV9介导的心肌特异性过表达模型，以评估NPDC1持续升高的病理后果。研究结果表明，NPDC1的积聚通过促进TUNEL阳性心肌细胞凋亡、加剧纤维化重构以及损害心肌微循环，显著加重了心肌梗死后的损伤。相反，siRNA介导的NPDC1基因沉默在HL-1心肌细胞中有效减弱了缺氧诱导的氧化应激，保持了线粒体膜电位，并提高了细胞存活率。综上所述，本研究提供了确凿证据，证明circClint1/miR-378b/NPDC1轴是心肌梗死后病情进展的主要驱动因素。通过阐明NPDC1在协调细胞死亡和血管重建受损中的多维作用，我们确定这一轴成为缓解心肌损伤和改善长期心血管结局的有希望的治疗靶点。
引言
心肌梗死（MI）及其随后的病理重构是全球心力衰竭和突发性心脏死亡的主要原因[1]，[2]。尽管目前的药物（如ACE抑制剂和β受体阻滞剂）显著提高了急性生存率，但它们往往无法完全阻止不良重构的进展[3]。因此，确定核心分子靶点以开发更精确的治疗策略是心血管转化医学的迫切需求。
高通量测序技术的应用日益突显了非编码RNA（ncRNAs）在心脏稳态中的关键作用[4]，[5]。其中，环状RNA（circRNAs）因其独特的共价闭合环结构而特别值得关注，这种结构赋予它们比线性转录本更强的细胞内稳定性和抗外切核酸酶降解的能力[6]。除了作为转录调节因子外，circRNAs还在竞争性内源性RNA（ceRNA）框架内发挥作用，作为分子“海绵”来捕获microRNAs（miRNAs），从而在转录后水平上精细调节下游基因表达[7]，[8]，或通过保守的microRNA响应元件（MREs）捕获microRNAs以抑制下游靶标mRNAs的表达[9]。
证据表明，circRNA介导的调控网络深度参与了心肌梗死后的病理过程，包括心肌细胞凋亡、成纤维细胞激活和微血管功能障碍[10]，[11]。特定的circRNA轴能感知缺血应激，并触发保护性或致病性程序[12]，[13]。然而，在复杂的ceRNA景观中，控制急性损伤向慢性重构转变的核心轴仍需要更深入的机制探索。
通过初步的生物信息学筛选和验证，我们发现Neural Proliferation, Differentiation, and Control 1（NPDC1）是心肌梗死后调控网络中的关键候选基因。虽然NPDC1传统上被认为与神经细胞周期调控有关[14]，但新证据表明它在维持组织微环境稳态中具有多效性[15]。迄今为止，尚未系统探讨过NPDC1在心肌缺血条件下的表达谱及其受circRNAs的特异性调控。
在这项研究中，我们旨在系统探究circClint1/miR-378b/NPDC1调控轴在心肌梗死微环境中的生物学功能。通过检测体内和体外模型中NPDC1的表达动态，并进行增益和缺失功能实验，我们评估了NPDC1在心肌损伤中的作用。这些发现为理解心肌梗死后病理重构的机制提供了新的视角，并可能为潜在的分子靶向治疗提供实验证据。
章节摘要
实验动物
实验动物为8–10周龄、体重22–25克的BALB/c雄性小鼠，来自中国空军军医大学动物中心。小鼠在控制的环境条件下（恒定温度22℃；12小时光照/黑暗周期）饲养，可自由获取标准实验室饲料和饮水。所有实验操作均严格遵循《实验室动物护理和使用指南》（NIH出版物编号85-23，1996年修订版）进行。
心肌梗死小鼠模型的建立
通过永久性结扎左前降支（LAD）冠状动脉建立心肌梗死模型，持续时间为四周。LAD结扎的标准手术步骤如图S1A所示。随后使用Evans Blue和TTC双重染色来评估心肌缺血损伤的程度。如图S1B所示，非缺血心肌被染成蓝色，风险区域（AAR）呈现深红色，而梗死组织则呈现明显的苍白区域。
病理生理学意义及circRNA介导的ceRNA网络
心肌梗死是一种严重的心血管疾病，对人类健康构成重大威胁，其主要源于冠状动脉动脉粥样硬化的病理基础[25]。这一病理过程会引发一系列连锁反应，包括冠状动脉管腔狭窄和血流受限，最终导致心肌组织严重缺血缺氧损伤[26]。这种病理改变不仅显著损害心脏的收缩和舒张功能，还...
作者贡献声明
张欣：撰写初稿、验证、方法学设计、实验实施、数据分析。朱星宇：撰写初稿、验证、方法学设计、实验实施、数据分析。党子健：方法学设计、实验实施、数据分析。陈明哲：方法学设计、实验实施。田佳音：撰写初稿、数据分析。郭晓晴：数据分析。郭如星：方法学设计、实验实施。
伦理批准
所有实验操作均符合美国国立卫生研究院关于实验室动物护理和使用的指南，并得到了西北大学动物伦理委员会的批准（批准编号：NWU-AWC-20240313M）。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了以下项目的支持：国家自然科学基金（项目编号82370273）、陕西省自然科学基金（项目编号2025SYS-SYSZD-087和2025JC-YBMS-954）、西安市重点医学研究项目（项目编号24YXYJ0010）、陕西省中医药研究与创新人才项目（项目编号TZKN-CXRC-06）、国家科技高端引进专家计划（项目编号H20250837）、陕西省基础科学研究计划（项目编号22JHQ053）。
