研究背景心肌梗死(myocardial infarction,MI)是一类严重危害人类健康的急危重症疾病。关于其治疗虽然已有药物、溶栓及冠脉介入等多种方法,但其只能挽救濒临坏死、冬眠或心肌钝抑的心肌细胞及心功能,对于已经坏死后心肌所致心功能的丧失无法恢复。如何挽救这部分坏死心肌的心功能,目前世界上有多方面研究如:细胞重编程,组织工程修复,内源性心肌组织再生等。尽管已有多方面研究,由于多种条件的制约,前两者效果欠佳。内源性心肌再生由于无免疫排斥、更能顺应生理发展模式等独特的生物学效应,赢得了越来越多研究者的关注。而在这一方面既往研究已显示非编码RNA起到了非常重要的作用。研究发现非编码RNA(ncRNA)广泛参与了表观遗传调控、细胞周期调控和细胞增殖与分化等多种生物学过程,并在调控生物发育过程中起到关键作用,已成为研究的热点。目前越来越多的LncRNA被发现和证实参与心血管系过程。尽管如此,由于LncRNA由于为线性结构,在机体内稳定性差,易被核酸酶降解,生物活性周期短,故其作用在一定程度上受到限制。同属非编码RNA的环状RNA(CirRNA)由于为环状闭合结构,不易被核酸内切酶降解,体内稳定性强,生物活性时间长,避免了上述缺陷,故可能是一类非常有研究前景的非编码RNA。血管是心脏组织的重要组成部分,可促进心肌的氧与营养物质的供应,带走相应的代谢产物,参与心肌的物质代谢输送。大量的研究已经明确新生血管与心肌再生及心功能的恢复有着密切关系。促进新生血管可以促进心梗的恢复,抑制心梗边缘区的扩展。因此,结合上述分析寻找与血管增殖相关的环状RNA理论上可以取得较好的预期效果。经过CircRNA表达谱分析,结果提示CircHipk3新是一类新生乳鼠心脏高表达、成年鼠心脏低表达,且人鼠高同源性的环状RNA。结合既往大量研究提示,其具有调控与促进内皮及血管增生、细胞增殖的作用,为此我们推测其可能在心肌再生中发挥重要作用。在此基础上进行预实验,提示其为理想的靶基因。为此我们进行了体内、体外两方面功能验证,并且探讨了具体的分子机制。研究方法一、CircHipk3功能实验我们通过胶原纤维消化法进行乳鼠及成年鼠心肌细胞的分离。通过前降支结扎办法进行心梗模型的创建,并通过心电图ST段抬高及后期的心脏超声验证心梗模型的成功。通过心脏超声进行心功能评估;通过马松染色进行心梗后纤维化检测;通过PETCT检测心梗后心肌灌注。二、CircHipk3机制研究应用定量PCR和原位杂交来确定乳鼠心脏和成年鼠心脏中CircHipk3的差异表达。应用westerm进行蛋白检测。RNA pulldown和荧光素酶实验分别用于研究CircHipk3与蛋白质和miRNA的相互作用。三、结果研究发现,(1)体外小鼠心肌细胞中,敲低与过表达CircHipk3分别抑制与促进了心肌细胞的增殖,体内成年小鼠心梗模型中过表达CircHipk3改善了心梗后心脏的心功能;体内乳鼠心梗模型中敲低CircHipk3减弱了心梗后心脏功能的恢复。(2)在体外人冠脉内皮细胞中敲低与过表达CircHipk3分别抑制与促进了内皮细胞的迁移与成管;体内成年小鼠心梗模型中过表达CircHipk3促进了新生血管的增殖。研究提示CircHipk3通过增加Notch1乙酰化,增加Notch1的稳定性并防止其降解从而促进心肌细胞增殖。同时,CircHipk3充当miR-133a的海绵,促进CTGF的表达,激活内皮细胞促进了新生血管。结论:本研究证明了 CircHipk3通过诱导Notch1乙酰化从而增强了其稳定性,促进了心肌细胞增殖;通过海绵吸附miR-133a促进了新生血管的增殖,二者协同促进了心梗恢复,改善了心功能。