清華大學團隊發(fā)現一種通過調控氧化應激預防腎結石的新型環(huán)狀RNA
腎結石是全球常見疾病，患病率1%-20%，其中草酸鈣（CaOx）結石占比約80%。盡管微創(chuàng)技術改善了結石清除效果，但復發(fā)率高，其發(fā)病機制尚未明確，亟需探索新調控通路。CaOx結晶黏附腎小管上皮可通過炎癥反應和氧化應激（ROS 過量、線粒體功能障礙、抗氧化系統(tǒng)破壞）誘導細胞損傷，促進結石形成。非編碼RNA在腎結石中作用受關注，但circRNAs的功能研究較少。近期，清華大學臨床醫(yī)學院李建興、蘇博興研究團隊在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軸作為腎結石氧化損傷的一種新的調節(jié)機制，不僅促進了對ncRNA介導的腎保護作用的理解，而且突出了circEGLN1作為預防CaOx誘導的腎結石形成的有希望的治療靶點。
· 維真助力·
病毒產品：AAV-circEGLN1、AAV-NC
注射部位：左腎盂
病毒用量：2×10^11 vg per mouse
檢測時間：感染后3周
· 維真助力·
病毒產品：AAV-circEGLN1、AAV-NC
注射部位：左腎盂
病毒用量：2×10^11 vg per mouse
檢測時間：感染后3周
RT-qPCR檢測顯示小鼠腎組織中circEGLN1表達上調
研究結果
1、circEGLN1在體外通過吸附miR-212-5p抑制COM誘導的腎小管細胞氧化損傷
通過對COM誘導的HK-2細胞進行核糖體RNA去除的circRNA測序及分析，發(fā)現circEGLN1顯著下調。該circRNA在人與鼠中序列高度保守（93.4%），均由EGLN1的2-3號外顯子反向剪接形成，具有高穩(wěn)定性和長半衰期；亞細胞分離實驗證實其主要定位于細胞質。臨床RNA FISH顯示腎結石患者腎組織中circEGLN1表達較低；在乙醛酸誘導的腎結石小鼠模型中，AAV介導的circEGLN1過表達顯著減少腎CaOx晶體沉積，提示其預防潛力。
1、circEGLN1在體外通過吸附miR-212-5p抑制COM誘導的腎小管細胞氧化損傷
通過對COM誘導的HK-2細胞進行核糖體RNA去除的circRNA測序及分析，發(fā)現circEGLN1顯著下調。該circRNA在人與鼠中序列高度保守（93.4%），均由EGLN1的2-3號外顯子反向剪接形成，具有高穩(wěn)定性和長半衰期；亞細胞分離實驗證實其主要定位于細胞質。臨床RNA FISH顯示腎結石患者腎組織中circEGLN1表達較低；在乙醛酸誘導的腎結石小鼠模型中，AAV介導的circEGLN1過表達顯著減少腎CaOx晶體沉積，提示其預防潛力。
體外實驗中，circEGLN1過表達減輕了COM誘導的腎小管細胞氧化損傷，而敲低則加重損傷。結合生物信息學預測和miRNA-seq分析，研究團隊鎖定miR-212-5p為關鍵相互作用miRNA，并通過RNA pull-down和雙熒光素酶報告實驗驗證了二者的直接結合。功能拯救實驗表明，circEGLN1過表達抑制COM誘導的細胞損傷并降低ROS水平，而miR-212-5p激動劑可完全逆轉這一保護作用。這些結果證實circEGLN1通過吸附miR-212-5p減輕腎小管氧化損傷。
circEGLN1減少腎結石小鼠草酸鈣晶體沉積
2、STARD7敲低部分逆轉circEGLN1對COM誘導的體外氧化損傷的保護作用
接下來，研究團隊通過生物信息學篩選miR-212-5p的潛在保守靶點，結合GEO數據集GSE192703的再分析，發(fā)現STARD7是CaOx腎結石小鼠中顯著下調的基因。在COM誘導的HK-2和TCMK-1細胞中，STARD7的mRNA和蛋白水平均顯著降低，而circEGLN1過表達可逆轉這一下調趨勢。雙熒光素酶報告實驗證實STARD7是miR-212-5p的直接靶標，且miR-212-5p抑制劑處理顯著恢復STARD7蛋白表達，進一步驗證了二者的靶向關系。功能上，STARD7 siRNA敲低完全逆轉了circEGLN1過表達對COM誘導的細胞死亡的保護作用，并抵消了circEGLN1降低ROS生成和MDA水平的效應。這些結果證實，circEGLN1通過吸附miR-212-5p解除其對STARD7的抑制，從而減輕腎小管細胞的氧化損傷。
接下來，研究團隊通過生物信息學篩選miR-212-5p的潛在保守靶點，結合GEO數據集GSE192703的再分析，發(fā)現STARD7是CaOx腎結石小鼠中顯著下調的基因。在COM誘導的HK-2和TCMK-1細胞中，STARD7的mRNA和蛋白水平均顯著降低，而circEGLN1過表達可逆轉這一下調趨勢。雙熒光素酶報告實驗證實STARD7是miR-212-5p的直接靶標，且miR-212-5p抑制劑處理顯著恢復STARD7蛋白表達，進一步驗證了二者的靶向關系。功能上，STARD7 siRNA敲低完全逆轉了circEGLN1過表達對COM誘導的細胞死亡的保護作用，并抵消了circEGLN1降低ROS生成和MDA水平的效應。這些結果證實，circEGLN1通過吸附miR-212-5p解除其對STARD7的抑制，從而減輕腎小管細胞的氧化損傷。
CircEGLN1通過調節(jié)STARD7表達抑制COM誘導的腎小管氧化損傷
3、CircEGLN1通過吸收miR-212-5p減輕CaOx腎結石小鼠CaOx誘導的腎臟氧化損傷
最后，研究團隊在乙醛酸誘導的CaOx腎結石小鼠模型中設立三組實驗：對照組（rAAV空載體）、circEGLN1過表達組（rAAV-OE-circEGLN1）和circEGLN1過表達+miR-212-5p激動劑組。結果顯示，circEGLN1過表達顯著提高腎組織中STARD7的mRNA和蛋白水平，而miR-212-5p激動劑完全逆轉這一效應，證實circEGLN1通過吸附miR-212-5p解除其對STARD7的抑制。Von Kossa染色顯示circEGLN1過表達組CaOx晶體沉積減少，miR-212-5p激動劑恢復沉積；PAS染色和KIM-1檢測表明circEGLN1改善腎小管損傷，miR-212-5p抵消此保護作用。此外，circEGLN1過表達降低腎組織ROS和MDA水平，同時提升CAT、SOD、GSH活性，而miR-212-5p激動劑拮抗這些效應。綜上，circEGLN1通過吸附miR-212-5p上調STARD7表達，進而減輕CaOx誘導的腎氧化損傷和晶體沉積。
最后，研究團隊在乙醛酸誘導的CaOx腎結石小鼠模型中設立三組實驗：對照組（rAAV空載體）、circEGLN1過表達組（rAAV-OE-circEGLN1）和circEGLN1過表達+miR-212-5p激動劑組。結果顯示，circEGLN1過表達顯著提高腎組織中STARD7的mRNA和蛋白水平，而miR-212-5p激動劑完全逆轉這一效應，證實circEGLN1通過吸附miR-212-5p解除其對STARD7的抑制。Von Kossa染色顯示circEGLN1過表達組CaOx晶體沉積減少，miR-212-5p激動劑恢復沉積；PAS染色和KIM-1檢測表明circEGLN1改善腎小管損傷，miR-212-5p抵消此保護作用。此外，circEGLN1過表達降低腎組織ROS和MDA水平，同時提升CAT、SOD、GSH活性，而miR-212-5p激動劑拮抗這些效應。綜上，circEGLN1通過吸附miR-212-5p上調STARD7表達，進而減輕CaOx誘導的腎氧化損傷和晶體沉積。
CircEGLN1通過海綿化miR-212-5p抑制乙醛酸誘導的腎小管氧化損傷和晶體沉積
結論
本研究通過高通量circRNA測序和跨物種保守性分析，首次系統(tǒng)闡明了circEGLN1在草酸鈣誘導的腎小管氧化損傷中的保護機制。研究證實，circEGLN1通過特異性吸附miR-212-5p解除其對STARD7的抑制，進而上調STARD7表達，增強抗氧化防御系統(tǒng)，最終減輕氧化應激和細胞死亡。這些發(fā)現不僅填補了環(huán)狀RNA在腎結石病理調控網絡中的認知空白，同時提示circEGLN1可作為預防腎小管氧化損傷的潛在治療靶點。
本研究通過高通量circRNA測序和跨物種保守性分析，首次系統(tǒng)闡明了circEGLN1在草酸鈣誘導的腎小管氧化損傷中的保護機制。研究證實，circEGLN1通過特異性吸附miR-212-5p解除其對STARD7的抑制，進而上調STARD7表達，增強抗氧化防御系統(tǒng)，最終減輕氧化應激和細胞死亡。這些發(fā)現不僅填補了環(huán)狀RNA在腎結石病理調控網絡中的認知空白，同時提示circEGLN1可作為預防腎小管氧化損傷的潛在治療靶點。
