哈尔滨医科大学2026年发表81.2分新研究，经m6A修饰的circArhgap26通过抑制PKP1棕榈酰化减轻心肌缺血再灌注损伤
该研究发现，一个受m6A修饰调控的环状RNA分子circArhgap26在缺血再灌注(I/R)损伤的心肌组织中显著下调，而在小鼠模型中特异性增强其表达后，能够有效改善心功能、缩小心梗面积并降低心肌细胞凋亡率；在作用机制上，circArhgap26通过直接结合PKP1蛋白来阻断它与棕榈酰转移酶ZDHHC1的相互作用，从而削弱PKP1的棕榈酰化修饰和蛋白稳定性，进而减少下游APAF1蛋白的合成并抑制Caspase-9/Caspase-3细胞凋亡通路，最终起到保护心肌的效果。同时，临床验证发现，接受经皮冠状动脉介入治疗(PCI)的患者血浆中该circRNA水平也同样下降，这说明circArhgap26不仅揭示了从RNA修饰到蛋白修饰的完整调控链，还兼具预后预测标志物和潜在药物治疗靶点的双重价值，为未来精准治疗这类全球高发的心血管损伤疾病提供了新方向。
一、研究思路
该研究采用临床样本—动物模型—细胞实验—分子机制—转化价值的递进式思路，完整解析了circArhgap26在心肌I/R损伤中的调控机制：
1.筛选与鉴定：通过circRNA芯片筛选出I/R心肌组织中差异表达的circRNA，锁定circArhgap26，验证其在小鼠I/R模型、H₂O₂诱导心肌细胞及PCI患者血浆中的表达特征与保守性。
2.功能验证：构建心脏特异性过表达/沉默circArhgap26的AAV9载体，分别在小鼠体内与细胞体外水平，综合评估其对心功能参数、心梗面积及心肌细胞凋亡率的调控效应。
3.靶蛋白鉴定：通过RNA pull-down+质谱、RIP及分子对接技术，鉴定并验证了PKP1为circArhgap26的直接结合蛋白，并明确了PKP1在I/R损伤中的促凋亡作用。
4.翻译后修饰机制：深入探究了circArhgap26对PKP1的调控方式，明确ZDHHC1介导的PKP1棕榈酰化是关键环节，解析其结合位点与棕榈酰化修饰位点。
5.下游通路解析：明确PKP1通过特异性结合APAF1 mRNA 5’UTR区域促进其翻译，进而激活Caspase-9/Caspase-3级联反应，介导心肌细胞凋亡。
6.上游调控解析：揭示m6A-YTHDF2轴调控circArhgap26表达的分子机制。
7.临床转化探索：初步评估h-circArhgap26作为PCI患者无创诊断及预后判断生物标志物的临床应用潜力。
二、研究结果
Fig.1：来源于Arhgap26的新型环状RNA分子circArhgap26在I/R模型小鼠的心脏梗死边缘区及血清中均显著下调；同时，在经历缺氧/复氧(H/R)或氧化应激处理的心肌细胞以及PCI患者的血浆中同样呈低表达。进一步验证表明，CircArhgap26由Arhgap26初级转录本经反向剪接形成，具有circRNAs典型的RNase R耐受性，并主要定位于心肌细胞的细胞质中。上述结果提示，circArhgap26可能深度参与I/R损伤的病理进程，并具备作为相关疾病诊断标志物的潜力。
Fig.2：体内功能实验显示，特异性过表达circArhgap26可显著改善I/R模型小鼠的心功能，表现为射血分数(EF)与短轴缩短率(FS)的提升，同时，血清LDH及血浆cTnT水平显著降低，心肌组织Caspase-3活性受到抑制，梗死面积缩小，心肌细胞凋亡率下降。进一步探究发现，circArhgap26能显著下调促凋亡蛋白Bax并上调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。上述结果证实，circArhgap26通过拮抗心肌细胞凋亡，能有效减轻I/R损伤，发挥心肌保护作用。
Fig.3：该研究通过circRNA下拉结合质谱分析，首次鉴定出PKP1是circArhgap26的关键互作蛋白；随后通过RNA免疫沉淀(RIP)、pull-down实验、分子对接及共定位分析，证实了二者的直接结合。值得注意的是，H₂O₂刺激及I/R损伤均显著下调了心肌细胞及心脏组织中PKP1蛋白的表达水平。RIP实验进一步证实了circArhgap26与PKP1的相互作用严格依赖于PKP1的特定结构域。上述发现揭示了circArhgap26通过靶向PKP1调控心肌缺血损伤的新机制。
Fig.4：为明确PKP1在体内的功能，研究构建了AAV9介导的PKP1敲低小鼠模型。结果显示，抑制PKP1能显著改善I/R损伤小鼠的心功能，表现为心功能指标EF与FS的显著提升；同时伴随血清LDH水平及心肌组织Caspase-3活性的降低，梗死面积缩小，心肌细胞凋亡率下降。在分子水平上，抑制PKP1能够下调Bax表达、同时上调Bcl-2的表达，逆转了Bax/Bcl-2失衡。上述表型与circArhgap26过表达的效果高度一致，表明抑制PKP1可通过调控凋亡通路减轻心肌I/R损伤，从而发挥确切的心肌保护作用。
Fig.5:为确定二者的遗传上下游关系，研究开展了circArhgap26与PKP1的共过表达挽救实验。结果显示，过表达PKP1可显著逆转circArhgap26上调对I/R诱导心肌损伤的保护效应，表现为EF、FS下降，血清LDH、心肌Caspase-3活性升高，梗死面积扩大，心肌细胞凋亡加剧，同时Bax表达上调、Bcl2表达下调。这些发现表明circArhgap26的心肌保护作用依赖于对PKP1的抑制，二者在心肌I/R损伤调控中存在直接的功能拮抗关系。
Fig.6：研究证实，circArhgap26可通过抑制PKP1的棕榈酰化修饰，降低其蛋白稳定性进而促进降解。机制研究表明，过表达circArhgap26不仅显著下调心肌细胞中PKP1的表达水平，还在CHX处理下加速了PKP1的降解过程。值得注意的是，棕榈酰化抑制剂2-BP能模拟circArhgap26的效应，显著降低PKP1的棕榈酰化水平与蛋白稳定性。反之，过表达circArhgap26也可直接抑制PKP1的棕榈酰化修饰。上述数据表明circArhgap26对PKP1的调控依赖于对其棕榈酰化修饰的抑制作用，这一机制是circArhgap26发挥心肌保护功能的关键分子基础。
Fig.7：研究进一步阐明了circArhgap26调控PKP1的分子机制：circArhgap26通过竞争性结合PKP1的ARM1结构域，有效阻断棕榈酰转移酶ZDHHC1与PKP1的相互作用，从而抑制ZDHHC1介导的PKP1棕榈酰化修饰。敲低ZDHHC1或突变PKP1的棕榈酰化位点(C14S/C136S)均能显著降低PKP1的棕榈酰化水平并促进其降解。其表型与circArhgap26过表达高度吻合：不仅能抑制PKP1与ZDHHC1的结合，还阻断了后续的棕榈酰化修饰，最终降低PKP1的蛋白稳定性。这一竞争性结合机制是circArhgap26抑制PKP1、发挥心肌保护作用的核心分子基础。
Fig.8：该研究进一步揭示了PKP1的下游效应机制：PKP1能够特异性结合APAF1 mRNA的5'UTR区域，通过增强其翻译效率（而非影响mRNA稳定性），显著上调APAF1的蛋白表达。敲低PKP1可显著减少多聚核糖体结合的APAF1 mRNA，降低APAF1的翻译水平，并抑制下游caspase-9与caspase-3的活化，有效阻断了线粒体凋亡通路的激活。上述数据表明，PKP1通过正向调控APAF1的翻译过程激活线粒体凋亡通路，而circArhgap26通过抑制PKP1的蛋白稳定性，成功阻断这一促凋亡信号轴，最终实现对心肌I/R损伤的保护作用。
三、文章总结
该研究首次揭示了m6A-circArhgap26/PKP1/APAF1/Caspase-9/Caspase-3信号轴在心肌I/R损伤中的核心调控作用，系统阐明了其分子机制：
损伤状态：I/R诱导YTHDF2表达上调，介导m6A修饰的circArhgap26降解，导致其表达缺失；同时，ZDHHC1催化PKP1发生棕榈酰化修饰，增强PKP1蛋白稳定性，使其通过结合APAF1 mRNA的5’UTR区域促进翻译，最终激活Caspase凋亡通路，加重心肌损伤。
保护状态：过表达circArhgap26可竞争性结合PKP1，并阻断ZDHHC1介导的棕榈酰化，从而加速PKP1降解，抑制APAF1的合成及下游凋亡通路的活化，发挥显著的心肌保护作用。
该研究开创性地将circRNA与蛋白棕榈酰化关联，提出circArhgap26兼具预后生物标志物与治疗靶点的双重价值，为心肌I/R损伤的精准诊疗提供了坚实的理论基础与转化方向，有力推动了RNA靶向药物在心血管疾病中的应用。
四、引用产品