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別再吸煙了！南京醫科大學劉起展/吳艷/卞濤團隊揭示circADAMTS6通過驅動M2巨噬細胞極化參與吸煙誘導肺氣腫的作用機制

香煙煙霧( CS )是一種室內環境污染物，是引起慢性阻塞性肺疾病( COPD )病理特征肺氣腫的危險因素。表觀遺傳機制，包括非編碼RNA、DNA修飾和組蛋白修飾，在與吸煙相關的各種疾病中發揮作用。然而，吸煙引起的不良反應的具體分子機制仍有待闡明。

2024年6月21日，南京醫科大學劉起展/吳艷/卞濤教授團隊在Environment International（IF 11.8）上在線發表了題為“circADAMTS6 via stabilizing CAMK2A is involved in smoking-induced emphysema through driving M2 macrophage polarization ”的文章。研究證明了circADAMTS6通過驅動M2巨噬細胞極化參與CS誘導的肺氣腫，circADAMTS6驅動的M2極化是吸煙相關肺氣腫的潛在靶點。

研究結果

1、在CSE處理的巨噬細胞中，circADAMTS6的水平升高

作者研究發現M2巨噬細胞在吸煙相關肺氣腫中比例增加，且吸煙相關肺氣腫中存在蛋白酶/抗蛋白酶失衡和M2型巨噬細胞極化誘導的彈性蛋白降解。為探索環狀RNA在巨噬細胞中的作用，作者對暴露于0%或4% CSE的巨噬細胞THP-Ms進行了circRNA測序，發現與對照組相比，45個circRNA表達發生了變化。實驗驗證發現在CSE（香煙提取物）處理的巨噬細胞中，circADAMTS6和circAPBB1IP以濃度依賴性的方式升高，但circADAMTS6變化最為顯著，因此作者選擇circADAMTS6進行進一步的驗證和功能實驗。circADAMTS6是通過THP-Ms和BMDMs中ADAMTS6基因外顯子2-7的反向剪接形成的。擴增circADAMTS6的不同引物僅在cDNA中檢測到而在gDNA中檢測不到，并且從cDNA中擴增的circADAMTS6對RNase R具有抗性，circADAMTS6的表達比線性ADAMTS6 mRNA更穩定。此外，circADAMTS6主要定位于THP-Ms的細胞質中。在吸煙者和COPD吸煙者的肺組織中，circADAMTS6的表達升高，且主要定位于CD68⁺巨噬細胞。以上結果表明，在CSE處理的巨噬細胞中，circADAMTS6的表達豐富且穩定。進一步研究發現在CSE處理的巨噬細胞中，circADAMTS6參與M2極化和蛋白酶/抗蛋白酶失衡。

2、circADAMTS6通過CAMK2A激活CREB，在CSE處理的巨噬細胞中驅動M2極化

 為了闡明circADAMTS6在CS誘導的M2巨噬細胞極化中的作用機制，作者對轉染或不轉染circADAMTS6 siRNA的CSE處理的THP- Ms進行了RNA測序。結合生物信息學分析以及實驗證明了在CSE處理的巨噬細胞中，circADAMTS6通過CAMK2A激活CREB。進一步研究證實了circADAMTS6和CAMK2A mRNA 3'UTR之間的相互作用，circADAMTS6通過影響CAMK2A mRNA的穩定性來調節CAMK2A的表達。機制研究表明circADAMTS6與IGF2BP2相互作用增強CAMK2A mRNA的穩定性，并通過形成circADAMTS6/IGF2BP2/CAMK2A RNA-蛋白三元復合物提高CAMK2A水平。作者進一步評估了circADAMTS6介導的巨噬細胞cAMP信號通路激活和M2極化的影響，發現在CSE處理的巨噬細胞中，circADAMTS6通過CAMK2A激活CREB，驅動M2極化，促進蛋白酶/抗蛋白酶失衡和彈性蛋白降解增加。

3、巨噬細胞中的circADAMTS6靶點通過M2極化抑制CS誘導的小鼠肺氣腫

為研究circADAMTS6對CS誘導肺氣腫小鼠的影響，作者使用AAV9-circADAMTS6 shRNA靶向小鼠肺組織中的巨噬細胞，免疫熒光染色和qRT-PCR證實了AAV9- circADAMTS6 shRNA的敲減效果。與體外實驗一致，沉默circADAMTS6可降低小鼠肺組織中CAMK2A和p-CREB的蛋白水平。免疫熒光染色顯示，在小鼠肺巨噬細胞中，沉默circADAMTS6阻斷了CS誘導的F4/80⁺CD206⁺ M2巨噬細胞數量的增加，CD206⁺ M2巨噬細胞中MMP12⁺細胞數量減少。circADAMTS6的沉默阻斷了CS誘導的蛋白酶/抗蛋白酶失衡，并且阻斷了CS引起的彈性蛋白降解以及肺泡壁的破壞和平均弦長的增強。以上結果表明，在小鼠中靶向circADAMTS6可以抑制M2巨噬細胞極化并保護CS誘導的肺氣腫。

 本研究表明，circADAMTS6驅動的M2型巨噬細胞極化在CS誘導的肺氣腫中具有重要功能。在CS暴露下，升高的circADAMTS6與IGF2BP2相互作用，形成circADAMTS6/IGF2BP2/CAMK2A RNA-蛋白質三元復合物，增強CAMK2A mRNA的穩定性。隨后，升高的CAMK2A激活CREB促進巨噬細胞的M2極化，導致蛋白酶/抗蛋白酶失衡和彈性蛋白降解，從而觸發肺氣腫。此外，在吸煙者和COPD吸煙者的血清中，circADAMTS6水平升高，且與肺功能呈負相關。因此，circADAMTS6可能是CS誘導的肺氣腫的診斷和/或治療標志物。