文章题目： circPPM1 调控一型糖尿病中 M1 型巨噬细胞激活及胰岛炎症反应
影响因子：Theranostics， IF= 8.579
服务产品：shbio human ceRNA 芯片
研究背景： 巨噬细胞在一型糖尿病（T1DM) 的发病过程中发挥重要作用。环状 RNA(circRNAs) 是一类具有共价闭环结构的新型内源性 RNA，涉及多种疾病过程。然而，它们对巨噬细胞活化和 T1DM 发病机制的影响尚不清楚。
来自复旦大学生物医学研究院的周玉峰教授团队通过伯豪生物的 ceRNA 芯片技术检测 T1DM 患儿和健康儿童的外周血单核细胞中的 circRNA 表达。通过生物信息学、实时荧光定量 PCR、Western blot、RNA 免疫沉淀（RIP)、细胞共培养、细胞增殖和细胞凋亡等实验，研究体外 circPPM1F 的表达、功能和调控机制。在链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠模型中评估了 circPPM1F 在体内的调节作用。结果发现，在 T1DM 中鉴定出 27 个上调和 31 个下调的差异表达 circRNAs。进一步通过 qPCR 验证锁定了，hsa_circ_0062444,hsa_circ_0009718 和 hsa_circ_0060450 三个 circRNAs。其中，hsa_circ_0062444 与 IL-6, IL-1β ，TNF- α 等炎症因子的表达显著正相关，且可以很好的区分正常儿童和 T1DM 患儿（ROC:0.839,p<0.0001）。因此，后续选择了 hsa_circ_0062444 作为研究对象。hsa_circ_0062444 由 PPM1F 转录，长度为 4291 bp，为外显子来源的 circRNA，作者将其命名为 circPPM1F。circPPM1F 是一种功能未知的 circRNA，主要表达于单核细胞中，并在 T1DM 患者中显著上调。circPPM1F 可以通过 NF -κB 信号通路促进脂多糖（LPS) 诱导的 M1 巨噬细胞的激活。circPPM1F 可以竞争性的结合 HuR 来影响蛋白质磷酸酶的翻译，从而减轻 PPM1F 对 NF -κB 通路的抑制。此外，真核起始因子 4A-III (EIF4A3) 和 FUS 在 M1 型巨噬细胞活化期间协调调节了 circPPM1F 的表达。此外，circPPM1F 可通过激活体内 M1 巨噬细胞，加重链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠胰腺损伤。
结论： circPPM1F 是一种新型的调节因子，其可以通过 circPPM1F-HuR-PPM1F-NF-κB 轴来调节 M1 巨噬细胞活化。过表达 circPPM1F 可通过增强 M1 巨噬细胞的激活而促进胰岛损伤，circPPM1F 可能成为治疗儿童 T1DM 的新的潜在靶点。
本研究中有一个关键的思路值得借鉴，作者在研究 circPPM1F 的功能机制时，首先对该 circRNA 进行了亚细胞定位。结果发现其主要位于细胞核中。细胞核中的 circRNA 主要通过与 RNA 结合蛋白（RBP）相互作用来调节基因翻译。作者通过生物信息学预测以及 RIP 来验证了 circRNA 可以与 HuR 蛋白结合。另一个好的思路是，研究 circRNA 的生物合成机制。大家都知道 circRNA 的生物合成依赖于含有顺式和反式调节元件的剪接体机制。反向内含子互补序列（ICS) 通过诱导外显子的 5 ' 和 3'， “头 - 尾”剪接，进而成环。但是作者发现，该 circRNA 并不是这样的机制。因此，作者推测 RBPs 可能与 circPPM1 的表达有关。通过生物信息学预测，发现 circPPM1F 的下游可以与 EIF4A3 结合。
讲到 EIF4A3，同样是运用了伯豪生物的 ceRNA 芯片，来自天津武警后勤学院附属医院的王仁杰教授团队在人胶质母细胞瘤中也发现了，eIF4A3 可以结合 MMP9 mRNA 上游序列，促进 12 和 13 号外显子的环化，促进 circMMP9 的表达（Wang R, et al. EIF4A3-induced circular RNA MMP9 (circMMP9) acts as a sponge of miR-124 and promotes glioblastoma multiforme cell tumorigenesis. Mol Cancer. 2018 Nov 23;17(1):166. doi: 10.1186/s12943-018-0911-0.）。因此，在研究 circRNA 生成时，也可以借鉴。
参考文献：
【1】 Wang R, et al. EIF4A3-induced circular RNA MMP9 (circMMP9) acts as a sponge of miR-124 and promotes glioblastoma multiforme cell tumorigenesis. Mol Cancer. 2018 Nov 23;17(1):166. doi: 10.1186/s12943-018-0911-0.
【2】 Zhang C, Han X, Yang L, et al. Circular RNA circPPM1F modulates M1 macrophage activation and pancreatic islet inflammation in type 1 diabetes mellitus[J]. Theranostics, 2020, 10(24): 10908.
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