Loss of conserved long non-coding RNA MIR503HG leads to altered NOTCH pathway signalling and left ventricular non-compaction cardiomyopathy.
研究背景
长非编码RNA (lncRNA) MIR503HG 最初被认为是 microRNA 的前体，后发现有独立功能。虽已知其相关 miRNA 影响心肌细胞分化，但 MIR503HG 在心脏发育中的具体作用不明。本研究旨在探究其缺失对心室腔发育的影响及潜在分子机制。
方法速览
研究者用 CRISPR/Cas9 技术在小鼠中构建 MIR503HG 功能缺失模型 (MIR503HG−/−)，插入合成多聚腺苷酸化 (SPA) 信号，终止 MIR503HG 转录且不影响 miR - 424/503 表达。通过形态学、心脏功能分析和单核 RNA 测序 (snRNA - seq) 等方法开展研究。
主要发现
- 左心室非致密化 (LVNC) 表型：E17.5 胚胎期，MIR503HG−/− 小鼠左心室心肌致密层变薄、心肌小梁增多，右心室未受影响，呈现 LVNC 表型。
- 成年小鼠心脏异常：成年 MIR503HG−/− 小鼠心脏 3D 重建显示左心室心肌小梁和乳头肌更复杂，分形分析表明心肌小梁复杂度增加。超声心动图显示左心室放松功能受损、前壁变薄及二尖瓣反流，与 LVNC 患者临床表现一致。
- 分子机制：snRNA - seq 分析显示，MIR503HG−/− 小鼠心肌细胞中 Actc1、Mib1、Mybpc3 和 Myh7 表达显著改变，qPCR 验证了部分基因表达变化。基因本体 (GO) 分析表明差异表达基因与心肌收缩和结构发育相关。
- NOTCH 信号通路异常：免疫荧光分析显示，MIR503HG−/− 小鼠 E17.5 胚胎期心内膜细胞中 Notch1 内切域 (N1ICD) 表达显著增加，提示 NOTCH 信号通路异常激活。相关配体表达分析也支持这一结论，且 LVNC 曾在 Notch1 过度激活的小鼠模型中出现。
- PTBP1 表达未受影响：虽先前研究表明 MIR503HG 与 PTBP1 相互作用调节内皮功能，但 MIR503HG−/− 小鼠中 PTBP1 表达未变，其活性是否受影响需进一步研究。
总结展望
本研究首次揭示 MIR503HG 在心室腔发育中的独立作用，及其缺失与 LVNC 表型和 NOTCH 信号通路异常激活的关联，为 LVNC 分子机制提供新见解。不过，未阐明 MIR503HG 调节 NOTCH 信号通路的具体机制，且未观察到小鼠早死现象，可能存在补偿机制，严重表型或随年龄增长出现。