Adv. Sci. 深圳市人民醫院龍厚清、彭松林發現piRNA-AGAPIR可以增強退行性頸椎病減壓后的血管生成（AAV-BI30-脊髓內皮細胞））
作者：山東維真生物科技有限公司
2025-10-27T00:00
(訪問量:31787)
<p>退行性脊髓性頸椎病（DCM）是脊髓功能障礙的常見原因，盡管手術減壓可以阻止疾病進展并改善大多數患者的神經功能，但仍有一部分患者的功能改善有限。脊髓灌注受損是DCM的病理標志，表明了恢復血流對改善神經功能的重要性。2025年8月18日，深圳市人民醫院龍厚清、彭松林在<span class="">Advanced Science</span>（IF 14.1）上發表了題為“AGAPIR: A Novel PIWI-Interacting RNA Enhancing Post-Decompression Angiogenesis in Degenerative Cervical Myelopathy”的研究論文。研究發現了一種新型的PIWI相互作用RNA（piRNA）—AGAPIR，可以進一步改善DCM小鼠在手術減壓后的功能狀態，為piRNA指導的DCM治療策略提供了開創性的證據和新的見解。</p>
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<section><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://img.medsci.cn/1384baaf42eff0c6e2b3060ea60de83ccf28633240c748d291aafd10d3fae9b3.jpg" width="600" /></section>
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<p><span style="background-color: #ff6600; color: #000000;"><strong>·</strong><strong> 維真助力 - AAV ·</strong></span></p>
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<p><strong>基因信息 </strong><span style="color: #000000;">AGAPIR：PIWI相互作用RNA</span></p>
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<p><strong>實驗動物 </strong><span style="color: #000000;">10周齡雄性C57BL/6小鼠</span></p>
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<p><strong>病毒產品 </strong><span style="color: #000000;">AAV-BI30-AGAPIR、AAV-BI30-Ctrl</span></p>
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<p><strong>注射方式 </strong><span style="color: #000000;">尾靜脈注射</span></p>
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<p><strong>病毒用量 </strong><span style="color: #000000;">1 × 10</span><sup style="color: #000000;">11</sup><span style="color: #000000;"> particles，200μL</span></p>
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<p style="text-align: center;">免疫熒光證實AAV-BI30介導的mCherry信號僅限于脊髓內皮細胞</p>
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<p><span style="background-color: #ff6600; font-size: 16px;"><strong>研究結果</strong></span></p>
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<p><strong>1、AGAPIR在體外促進血管生成</strong></p>
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<p>首先，作者利用慢性脊髓壓迫模型研究血管重塑動力學，發現慢性脊髓壓迫會導致內皮細胞數量減少和代償性血管生成，手術減壓可以增強DCM小鼠的血管生成和運動恢復。隨后作者表征了脊髓中的piRNA譜，鑒定發現piRNA-DQ703900與血管生成相關，命名為AGAPIR。實驗表明PIWI-like蛋白1（PIWIL1）是piRNA的功能伴侶，與AGAPIR結合，在脊髓微血管內皮細胞（<span data-pm-slice="1 1 ["para",{"tagName":"section","attributes":{"style":"font-size: 15px;line-height: 1.8;box-sizing: border-box;font-style: normal;font-weight: 400;text-align: justify;color: rgb(62, 62, 62);"},"namespaceURI":"http://www.w3.org/1999/xhtml"},"para",{"tagName":"p","attributes":{"style":"white-space: normal;margin: 0px;padding: 0px;box-sizing: border-box;"},"namespaceURI":"http://www.w3.org/1999/xhtml"}]">SCMECs</span>）中形成復合物，AGAPIR在SCMECs中高度表達。在減壓組和對照組中，AGAPIR在內皮細胞呈差異表達模式，并通過評估AGAPIR在其他神經細胞類型中的表達，發現其功能作用是內皮細胞特有的，表明AGAPIR在減壓過程中是脊髓血管生成的關鍵調節因子。進一步在內皮細胞中驗證AGAPIR的功能，發現AGAPIR過表達顯著促進了SCMECs的增殖、遷移以及血管生成，而AGAPIR的功能抑制顯著降低了增殖。使用OGD模型評估內皮屏障功能，免疫熒光染色顯示，OGD治療顯著降低了Claudin5和ZO-1的熒光強度，而OGD/R聯合AGAPIR抑制給藥有效地恢復了這些緊密連接蛋白的表達。增殖、遷移、管形成和滲透性評估的結果一致表明，AGAPIR在體外增強了內皮細胞的血管生成潛力。</p>
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<p style="text-align: center;">圖1. AGAPAR在體外促進SCMECs的血管生成活性</p>
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<p><strong>2、AGAPIR通過調節USP18/HIF-1α軸促進血管生成</strong></p>
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<p>作者進一步研究了AGAPIR介導的血管生成的分子機制，利用測序及生物信息學分析預測AGAPIR的潛在靶基因。結果表明AGAPIR可能通過調節泛素依賴性蛋白質降解途徑調節血管生成，USP18是SCMECs中AGAPIR的直接功能靶點。AGAPIR可能通過USP18的去泛素化活性調節HIF-1α的穩定，而不是影響HIF-1α基因的表達。作者進一步探究了AGAPIR對USP18和HIF-1α的調節作用，并證實了USP18與HIF-1α的結合。使用<span class="">蛋白質合成抑制劑</span>放線菌酮（CHX）研究了USP18敲低對SCMECs內源性HIF-1α穩定性的影響，確定了USP18是HIF-1α的關鍵調節因子，通過選擇性去除Lys48連接的泛素鏈來保持穩定性，從而防止<span class="">蛋白酶體</span>降解。USP18缺乏顯著損害了AGAPIR誘導的Claudin-5上調和促血管生成能力。以上結果表明，USP18通過穩定HIF-1α和維持內皮功能，成為AGAPIR血管生成作用的重要介質。</p>
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<p style="text-align: center;">圖2. AGAPIR通過調節USP18/HIF-1α軸促進血管生成</p>
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<p><strong>3、AGAPIR改善DCM小鼠手術減壓后的血管生成和神經功能恢復</strong></p>
<p>作者建立了DCM小鼠模型，研究AGAPIR對體內血管生成的影響。在減壓組中，小鼠從減壓手術后的第三天開始接受陰性對照或AAV-BI30-AGAPAR治療3天，AAV-BI30可以有效介導基因在脊髓內皮細胞精準表達。免疫熒光染色顯示，相比于對照組，AAV-BI30-AGAPAR減壓組脊髓內CD31陽性內皮細胞的強度明顯更高，表明AGAPIR過表達促進了減壓小鼠模型中的血管生成。進一步評估AGAPAR對減壓后<span class="">血脊髓屏障</span>（BSCB）完整性的影響，AAV-BI30-AGAPAR治療的減壓小鼠脊髓組織中Claudin-5的熒光強度明顯高于接受陰性對照治療的小鼠，并減少了<span class="">伊文思藍</span>滲漏，表明AGAPAR有能力在減壓后恢復BSCB的完整性。肢體運動功能評估發現從減壓后第三周開始，與陰性對照組相比，AAV-BI30-AGAPAR治療的小鼠表現出顯著增強的運動恢復。至關重要的是，在旋轉桿測試期間，這種改善與同一治療組更好的平衡和運動協調相吻合。以上數據表明AGAPAR給藥顯著促進了手術減壓后小鼠DCM模型的神經功能恢復。</p>
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<p>圖3. AGAPAR增強DCM減壓后血管生成和功能恢復</p>
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<p style="text-align: left;"><span style="background-color: #ff6600; font-size: 16px;"><strong>小結</strong></span></p>
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<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://img.medsci.cn/a5e55f2cad1e762fe308e480e9c8cd43a1cf57b5fdff0db94fb3111902387750.jpg" width="400" /></p>
<p>本研究表明，AGAPIR、USP18和HIF-1α在調節SCMECs中具有促血管生成作用。通過功能獲得和喪失研究，證明了AGAPIR過表達在DCM小鼠中的有益作用與手術減壓后脊髓血管生成增加有關。這些結果可以作為未來臨床研究的路線圖，以評估AGAPIR過表達對DCM患者手術減壓后的潛在治療效果。</p>
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