原创： 黄明健/张晓玲组 新华骨肌发育与健康（微信公众号）

文章来源：Ann Rheum Dis. 2018 May; 77(5): 770–779.

文章亮点：

利用非编码RNA手段防治椎间盘退行性疾病，并且将环状RNA与microRNA和退变重要蛋白进行相互联系，阐述其保护机体免受椎间盘退变原理。

文章引言：

1、椎间盘退变（intervertebral disc degeneration IVD）的诱发因子有很多：例如验证因子TNF-a，IL-1b的分泌，或者椎间盘内的髓核细胞（NP cell）代谢异常，产生过多的金属蛋白酶，又或者是髓核细胞的凋亡导致的细胞异常。

2、microRNA是一类分子量较小的非编码RNA，其作用机制大多为与靶基因的3‘UTR区相互作用。本文提到的miR-200c在以往的文献中报道过其对于肿瘤的作用。

3、环状RNA是一类没有5‘端头部和3’端polyA尾部的非编码RNA，最近很多研究表明其与microRNA具有competing endogenous （ceRNA） 作用。

文章结果：

图1. miR200c在椎间盘退变组织中表达上升并能调节髓核细胞活性。A、在退变组织和正常组织中测序分析差异表达的microRNA. B-C、在人的样本和小鼠样本分别用Q-pcr检测测序结果。D、northern blot进一步验证差异性。E,F,G、miR-200c能促进髓核细胞的凋亡。H,I,G、抑制miR-200c能缓解由于验证因子诱发的髓核细胞的凋亡。

图2. miR-200c通过抑制其靶基因XIAP蛋白来调节髓核细胞的活性。 A、miR-200c与其XIAP结合位点。B、luciferase assay验证其具有结合作用。C、验证在退变组织中XIAP表达下降。D、在髓核细胞过表达或者敲低miR-200c后XIAP蛋白随其反向变化。E、炎症因子刺激髓核细胞导致XIAP表达降低，而抑制miR-200c后XIAP有所回升。F-G、抑制XIAP能增加髓核细胞的凋亡。

图3. circular RNA VMA21可以作为一个分子海绵与miR-200c结合。 A、cicular RNA 可以从互补DNA PCR得到而不是从基因组DNA得到。B、环状RNA在椎间盘退变组织中表达降低。C、用免疫荧光进一步验证其量在退变组织中降低。D-E、预测了环状RNA与microRNA的结合位点并用luciferase进行验证。F、用RNA酶R进一步验证其为环状RNA而不是Mrna.G、表明此RNA由环状引物PCR得到。H-I-J、表明在miR200c存在情况下，环状RNA能与Ago2蛋白结合。K、环状RNA与miRNA共定位在细胞核内。

图4. 环状RNA作用于髓核细胞是通过microRNA及XIAP蛋白。A-B、构建环状RNA过表达及敲低模型并且验证其有效性。C、将环状RNA过表达或敲低后检测XIAP的表达水平。D、环状RNA可以缓解miR200c引起的XIAP变化。E、环状RNA可以改变miR200c引发的luciferase改变。F、髓核细胞中环状RNA水平可被炎症因子诱导降低，但过表达环状RNA可以上调。G、髓核细胞中miR200c水平由于炎症因子加入导致的上升可由过表达环状RNA下调。H-I、炎症因子诱发的髓核细胞凋亡可以通过过表达环状RNA进行修复。J-K、下调靶基因后环状RNA导致的髓核细胞凋亡下降现象反转上升。

图5. 环状RNA能够缓解体内椎间盘退变。A、体内模型示意图。B-C、对照组和实验组的脊椎CT。D-E、MRI图片对应各组，表明打入环状RNA组有明显治疗效果。F-G、不同组别内环状RNA的存在量。H、不同组中microRNA的量。I-J-K、不同组中髓核细胞凋亡统计。L-M不同组别的HE染色及统计分析。

文章总结：

当椎间盘内髓核细胞受到炎症因子刺激后会诱发其凋亡，同时髓核细胞内miR-200c水平上升，抑制其下游靶基因XIAP水平，导致了分解反应上升，同时MMP-3,MMP-13水平上升，而合成反应下降例如collagen 2，蛋白聚糖合成降低。但是如果给予髓核细胞环状RNA VMA21后，此环状RNA能作为ceRNA与miR-200c结合抑制其作用。