烟雾病是东亚国家最常见的小儿脑血管疾病，但病因尚不清楚。环状RNA已涉及各种生物过程，但它们在烟雾病发展中的作用仍不清楚。为了解决这个问题，研究人员对从患有烟雾病和健康受试者的患者获得的血液样品进行了比较circRNA微阵列分析，并鉴定了在两组之间差异表达的多个circRNA。其中，与对照组相比，多例患者上调，多例患者下调。通过定量逆转录PCR验证微阵列结果。途径富集分析显示，差异表达的circRNA主要参与烟雾病的血管生成，代谢和免疫反应。此外，发现丝裂原活化蛋白激酶信号传导途径是与疾病发病机理相关的核心调节途径。这些结果表明特异性circRNA在烟雾病中异常表达，并且是其治疗的潜在治疗靶标。
　　 烟雾病是一种脑血管疾病，其特征是颅内颈内动脉进行性狭窄或闭塞，在脑底部形成异常的侧支血管。它是东亚国家最常见的小儿脑血管病，患病率不断增加。烟雾病的临床症状包括缺血性中风，短暂性脑缺血发作，出血和癫痫发作。在突变无名指蛋白和平滑肌主动脉肌动蛋白基因与家族性和散发性疾病相关，最近的研究表明调控RNA如微RNA或长非编码RNA参与烟雾病发展。然而，烟雾病的病理生理学仍然知之甚少。
　　 环状RNA是单链，共价闭合的环状分子，其在人细胞中稳定且大量地表达。相互作用调节转录或转录后水平的基因表达;最近发现了几种与疾病相关的。例如，发现基因座中的环状反义非编码RNA调节细胞周期蛋白依赖性激酶核糖基化因子表达的抑制剂，并且已经涉及血管疾病的病理生理学。然而，circRNA是否与烟雾病相关仍然未知。
　　 烟雾病被认为具有遗传基础，因为相关个体的发病率高于偶然预期。烟雾病的明确诊断需要导管血管造影，这是侵入性的，不适合疾病筛查，因为它可能无法检测到无症状的家庭成员。另一方面,晚期诊断可延迟治疗,增加中风导致永久性残疾的风险。因此，鉴定可用于检测疾病的烟雾病相关分子并且还可以用作治疗靶标将是有用的。为了评估作为候选分子用于这些目的的适合性，研究人员进行了一项前瞻性病例对照研究其中通过微阵列分析比较烟雾病患者和健康对照之间的。研究人员的研究结果提供了对烟雾病病理生理学的新见解以及疾病治疗的潜在治疗靶点。
　　 2015年3月至5月期间在我院诊断为烟雾病的成人患者参加了该研究。所有患者均接受了数字减影血管造影检查。根据日本厚生省制定的指导方针诊断烟雾病。诊断患有准烟雾病被排除在本研究之外。在症状发作后至血运重建前的时间窗口内收集烟雾病患者的全血样品。排除高血压或糖尿病患者以避免对实验结果的潜在干扰。该研究方案符合赫尔辛基宣言，并经北京天坛医院伦理委员会审查委员会批准。所有参与者都获得了使用血液样本的书面知情同意书。通过静脉穿刺从受试者抽取体积的血液，并收集在包被的管中。使用试剂根据制造商的说明从血液样品中提取总RNA。使用分光光度计定量总，并通过琼脂糖凝胶电泳评估完整性。样品标记和阵列杂交根据制造商的方案进行。简而言之，用消化总以除去线性。使用随机引发方法扩增富集的circRNA并转录成荧光团标记的，然后使用试剂盒纯化。用测量标记的的浓度和比活性。将标记的与封闭剂和片段化缓冲液合并。将标记的溶解于杂交缓冲液，杂交溶液分配到垫片载玻片中并转移至circRNA表达微阵列载玻片，其在杂交炉固定和扫描杂交阵列。研究人员将扫描图像导入进行原始数据提取。进行原始数据的分位数归一化和数据处理。通过计算每个circRNA的两组之间的倍数差异来比较烟雾病患者和健康受试者的表达谱。用未配对的检验估计差异的统计显着性。折叠差异。研究人员通过使用基于颞浅动脉预测软件鉴定预测的miRNA的推定靶基因来预测相互作。使用产生网络。根据注释，可视化和综合发现数据库预测和注释靶基因的功能，并基于京都基因和基因组百科全书。研究人员进行了通路网络分析来评估通路之间的相互作用并使用软件可视化网络。
　　 研究人员进行了验证微阵列结果。使用试剂提取总RNA，并使用逆转录酶根据制造商的说明书逆转录成。使用特异性引物在实时PCR系统上评估表达水平。选择其预测的靶与烟雾病病理生理学相关的用于扩增，其中肌动蛋白用作内部对照。样品一式三份制备。使用计算每个的表达水平作为倍数变化方法。结果报告为所有数据的平均值标准误差。用评估组间差异的显着性。使用软件分析数据。被认为具有统计学意义。本研究纳入了患有烟雾病的成年人以及年龄和性别匹配的健康受试者。研究人群的临床特征如所示。烟雾病患者出现缺血症状，患者出血，反映了中国烟雾病亚型的比例。使用烟雾病和对照样品通过微阵列分析获得多个人的表达谱。产生火山和散点图以通过倍数变化过滤鉴定差异表达的circRNA。分层聚类显示多个的表达水平在组间不同，其中多个被上调,多个被下调。而下调以最高倍的差异，这表明这些是潜在的生物标志物为烟雾病。
　　 为了验证微阵列分析的结果，通过在多个烟雾病和匹配的对照样品中分析多种circRNA的表达水平。测得的水平与通过微阵列获得的水平一致，证实了数据的可靠性。根据特定碱基配对预测差异表达的circRNA与其靶之间的相互作用。研究人员构建了用于验证的的相互作用网络并进行基因本体论分析以确定其靶基因的推定功能。生物过程的前术语和前途径。术语“发芽中涉及的血管内皮细胞增殖血管生成“和”黄酮类生物过程“在生物过程的本体论中表现出最大的倍数富集。显着富集的途径对应于靶基因，具有催产素信号传导途径，戊糖/葡萄糖醛酸交换和促分裂原活化蛋白激酶信号传导途径是最重要的。其他富集途径是与免疫反应和血管发生相关的途径，包括细胞受体信号传导，白细胞跨内皮迁移，和血管内皮生长因子信号传导。研究人员基于显着富集的信号传导途径构建了通路网络,以评估通路-通路相互作用。原活化蛋白激酶信号转导途径是在这些相互作用的核心，强调在其重要性病因烟雾病的。烟雾病中狭窄节段的发展归因于内膜增厚，内弹性薄层波动，介质衰减和外径减小。以前的研究表明，在动脉粥样硬化血管疾病中起着关键作用。研究人员的研究首次表明，烟雾病患者中至少有表达异常，并可能导致该疾病的发展。
　　 竞争性内源性RNA通过竞争相同的反应元件库来调节基因表达。与其他类型的miRNA海绵相比,具有更高的表达水平和更多的结合位点,因此被认为在螯合和调节基因表达方面比线性RNA更有效。细胞功能的几乎所有方面都发挥着重要作用，并且与许多疾病的发生和发展有关。多种疾病有关，包括几种神经疾病，它们的表达与的表达相关。例如，据报道，通过诱导其亲本基因的表达，通过结合蛋白再激活影响记忆发育。在阿尔茨海默病中，通过调节显示参与淀粉样蛋白肽的清除。最近的研究提供了散发性阿尔茨海默病新皮质中明显错误调节的回路的证据和海马。此外，可能与动脉粥样硬化的发展有关：核糖基化因子表达，这增加了动脉粥样硬化性脑血管疾病的风险。烟雾病的发展有关。对来自烟雾病患者的血液样品的分析显示，与复合亚基相关的特异性miRNA水平升高，这两者都与烟雾病发病机制有关。被认为在韩国患者的烟雾病发病机制中发挥作用;此外，发现在血管内皮细胞和平滑肌细胞中表达的膜联蛋白参与该过程。在这项研究中，研究人员分析了外周血中的水平，这与先前对烟雾病的研究一致。已有数千种circRNA在人体血液中被可检测地检测到。在大脑和外来体中丰富,并且还能够横穿血脑屏障，使其成为神经疾病研究的理想生物标志物。预测差异表达的的靶基因的功能注释显示血管生成这些靶向细胞和代谢过程。值得注意的是,在分析中鉴定了“涉及发芽血管生成的血管内皮细胞增殖”。这与烟雾病的表现和定义一致，为参与该疾病的发病机制提供了进一步的证据。血管内皮细胞过度增殖被认为是大动脉狭窄和异常血管生成的基础;在烟雾病中已经报道了这些活性，这可以通过患者血管内皮中新形成的内皮细胞的存在来证明。已发现血管内皮生长因子可诱导颅内烟雾病病变的血管生成;研究人员还发现，与对照样品相比,血管内皮生长因子信号传导途径组分在烟雾病中显着富集。一项病例对照研究报道,血管内皮生长因子与儿童烟雾病和侧支血管形成不良相关，并且在MDD患者的硬脑膜中上调。这些观察结果以及烟雾病患者中水平降低的发现可以解释烟雾病血管生成的激活。
　　 原活化蛋白激酶信号传导是途径-途径相互作用网络的核心。以前的研究表明，原活化蛋白激酶通路在肾和肺血管疾病以及心血管狭窄和重塑中起重要作用。原活化蛋白激酶信号传导在心脏内皮细胞中被激活并介导它们的细胞凋亡以及炎症反应。由于内皮细胞衍生因子在调节血管舒缩中的作用，它们与各种血管疾病的发病机理有关，炎症和平滑肌增殖，并通过激活原活化蛋白激酶途径发挥作用，导致内皮炎症和功能障碍。平滑肌细胞的异常增殖/迁移也可能导致烟雾病中典型的血管狭窄。原活化蛋白激酶活化是血小板衍生生长因子，肿瘤坏死因子和血管紧张素诱导的平滑肌细胞增殖和迁移的关键步骤，可导致血管闭塞相关疾病的内膜增厚和狭窄。有趣的是，研究人员在之前的研究中发现，在烟雾病中差异表达的lncRNA的靶基因也富集在其核心具有原活化蛋白激酶信号传导途径的途径网络中。原活化蛋白激酶抑制剂已成功用于治疗体内动脉粥样硬化;研究人员的结果表明它们对烟雾病也有效。研究人员的研究有一些潜在的局限性基于生物信息学预测分析烟雾病中的功能。尽管生物信息学通常用于非编码RNA研究，但仍需进一步的实验验证。
　　 总之，研究人员的结果表明，circRNA参与烟雾病的发病机制，部分是通过调节原活化蛋白激酶信号传导。研究人员的研究结果不仅为烟雾病提供了一套潜在的诊断生物标志物，而且还提出针对这些circRNA或原活化蛋白激酶途径的治疗策略可有效治疗该疾病。