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创伤性脑损伤（TBI）可导致不同的神经和精神疾病。环状RNA（CircRNA）在神经系统中高度表达，并在突触中富集。目前为止，已经鉴定出许多在转录、转录后和翻译水平调节基因表达的环状RNA。这些环状RNA通过调节选择性剪接、调节miRNA、分离功能蛋白，甚至编码蛋白，参与阿尔茨海默病、糖尿病、动脉粥样硬化和胶质瘤等多种病理过程。然而，CircRNA在TBI诱导的神经损伤和功能障碍中的潜在作用和机制仍不清楚。  欢迎关注 动物神经科学与行为学 添加小编微信 18917988366 -动物行为实验仪器咨询- 2022年8月2日，重庆医科大学第一附属医院神经外科廖正步课题组在Molecular Psychiatry上发文揭示环状RNA可调节神经可塑性和焦虑样行为。
文献表明，TBI后circRNA的表达谱发生改变，但TBI后特定circRNA参与神经心理障碍尚不清楚。因此，课题组对脑损伤和假手术组（SHAM）的小鼠取脑组织进行RNA测序，结合RNAhybrid算法分析，结果显示：在五个上调的circRNA中，circIgfbp2与miRNA的相互作用点最多，而体内外的qRT-PCR结果也显示其水平在脑损伤小鼠和H2O2处理过的HT22细胞中上调。因此，课题组选用circIgfbp2作为研究对象，并发现TBI患者中Hsa_circ_0058195 （circIgfbp2同源基因）水平升高。SAS和SDS分别用来评估患者焦虑和抑郁样症状，结果显示上述患者Hsa_circ_0058195的上调与焦虑呈正相关而与抑郁负相关。
随后，课题组研究了circIgfbp2对小鼠行为的影响，发现TBI鼠在circIgfbp2敲除后，其在高架十字迷宫开放臂和旷场中央停留时间显著增加，而在旷场中总移动距离和悬尾实验中的不动时间没有改变。此外，睡眠脑电波（EEG）显示：敲除circIgfbp2基因的TBI小鼠创伤侧皮层的δ波在睡眠过程中占比显著增加。这些结果表明：敲除circIgfbp2可减轻TBI诱导的焦虑样行为和睡眠障碍。   高架十字迷宫、旷场实验分析软件推荐——上海欣软 
为了探究circIgfbp2调控TBI小鼠行为缺陷的细胞和分子机制，课题组对其超微结构进行了检查，电镜结果显示：TBI小鼠创伤部位线粒体膜异常肿胀和突触囊泡破裂的现象在circIgfbp2基因过表达时加剧而在其敲除时被缓解。WB结果显示：TBI小鼠HO-1（一种抗氧化应激物）、PSD95 、Syn及线粒体ATP水平在circIgfbp2基因过表达时进一步下调而在其敲除时上调，而线粒体ROS趋势相反。这些结果表明：circIgfbp2基因通过调节TBI后的氧化应激和线粒体损伤来缓解神经元损伤并改善神经元突触可塑性。
研究表明，hsa-miR-370-3p与抑郁症等神经疾病密切相关，课题组由此研究了其与circIgfbp2的分子关系。生信分析结果表明而这有一重要结合位点，当此二者之一此位点突变时，其对另外一方的结合力将显著下调，而体外培养实验证明了这一点。此外，double-FISH实验表明该结合位点位于胞质内。 另有文献指出，HO-1的抗氧化和抗炎作用预防细胞死亡取决于BACH1的调节，而人和小鼠BACH1 mRNA的3'-UTR含有保守的miR-370-3p结合位点。那么，circIgfbp2对miR-370-3p的影响是否能进一步调控BACH1呢？荧光酶报告实验显示：与psiCHECK2-BACH1 3'UTR-wt共转染的miR-370-3p模拟物的荧光素酶活性低于对照组。此外，WB结果显示，TBI小鼠中过表达和敲低circIgfbp2将分别上调和下调Bach1的表达水平。这表明circIgfbp2的敲除通过降低miR-370-3p调节BACH1的表达。
随后，课题组验证了miR-370-3p是否真的能通过调节BACH1来发挥抗氧化和抗线粒体损伤的作用。免疫染色和WB结果显示： miR-370-3p类似物的转染确实减轻了H2O2诱导的线粒体氧化应激介导的突触功能障碍，并通过抑制BACH1的表达，上调了了HO-1，PSD95和Syn及线粒体ATP的表达水平，也下调了线粒体中ROS表达水平，而转染miR-370-3p抑制剂则会产生相反效果。进一步的体外细胞实验表明过表达和敲除circIgfbp2也能产生类似的效果。这些结果表明：敲除circIgfbp2后线粒体抗氧化应激能力增强，而这种作用是通过circIgfbp2/miR-370-3p/BACH1/HO-1信号轴介导的。
总的来说，本文发现circIgfbp2通过结合miR-370-3p来调控BACH1以调节HO-1的表达，从而发挥抗氧化应激和抗线粒体损伤的作用，并进一步影响突触功能和焦虑样行为。该研究结果为未来circRNA在TBI中的作用和机制的研究奠定了基础，并为TBI中的情绪障碍提供了新的潜在分子靶点。  https:///10.1038/S41380-022-01711-7
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