心力衰竭（heart failure, HF）是指心臟的收縮或舒張功能受損，導致心功能降低，無法滿足身體代謝需求的一種臨床綜合征。心衰是全世界發病率和死亡率的主要原因，闡明心衰發生和發展的分子機制，并探索新的治療方法迫在眉睫。RNA結合蛋白（RNA  binding protein, RBP）結構和功能異常在心衰的發生發展中起到關鍵作用，干預RBP及其下游的靶分子可顯著延緩心衰進展。

2024年7月26日，上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院張瑞巖/閆小響團隊在心血管權威期刊Circulation雜志上發表題為RNA helicase DDX5 maintains cardiac function by regulating CamkIIδ alternative splicing的研究論文，首次報道RNA解旋酶DDX5在維持心臟功能中的關鍵作用，闡明DDX5通過調節心肌細胞CaMKIIδ可變剪接維持細胞鈣穩態的深層機制。上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院心臟內科臨床博士后賈康妮、博士生程豪邁、醫師馬文琦為本文共同第一作者。同濟大學附屬東方醫院再生醫學研究所高崚教授、上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院心臟內科張瑞巖教授和閆小響教授，為論文的共同通訊作者。
 

圖片來源：《Circulation》
（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39056171/）
 

研究材料與方法
在這項研究中，研究者檢測了DDX5在人類衰竭心臟和小鼠HF模型中的表達。為了研究DDX5在心臟中的功能，研究人員構建了兩種心肌細胞特異性敲除小鼠（均由賽業生物提供），包括組成型敲除小鼠DDX5^flox/flox，α-MHC-cre^+/-，及誘導型敲除小鼠DDX5^flox/flox，α-MHC-MerCreMer^+/-，均采用DDX5^flox/flox同窩小鼠作為對照。研究者通過腺相關病毒9型（AAV9）在心肌細胞中過表達DDX5，并通過主動脈縮窄（transverse aortic constriction TAC）建立小鼠HF模型。后續研究者利用免疫沉淀-液相色譜/質譜法、RNA測序、可變剪接分析和RNA免疫沉淀測序研究DDX5調控心功能的深層機制。

技術路線

研究結果
1. DDX5在心衰患者標本中下調
通過分析公共數據庫中的數據，發現心衰患者心臟組織中，DDX5表達顯著下調，表明DDX5可能是心衰的潛在上游調節因子。

圖1 DDX5在心力衰竭的過程中出現下調[1]

2.DDX5的心臟特異性過表達減輕了TAC誘導的小鼠心力衰竭
通過構建三種小鼠動物模型，研究者發現DDX5敲除小鼠（由賽業生物提供）出現自發性心衰和DCM的表型，主要表現為心功能下降、心腔增大、室壁變薄和纖維化等。相反，攜帶心肌細胞特異性啟動子的AAV9-cTnT-DDX5腺相關病毒則可以顯著改善TAC誘導的心功能降低及不良心室重構。
 

圖2 Ddx5基因的敲除導致胚胎發育過程中的心力衰竭^[1]

3.DDX5通過直接結合其前體mRNA來調節CamkIIδ選擇性剪接
通過蛋白質組學和RIP-seq證明了DDX5可直接結合轉錄物介導心肌細胞中的RNA剪接。rMATS分析鑒定出了DDX5的差異剪接事件，CamkIIδ是最顯著的差異剪接靶點。CaMKIIδ是心肌細胞鈣穩態調節的重要激酶，其通過可變剪接產生11種不同的剪接變體，在心臟中主要表達CaMKIIδ A/B/C/9 4種剪接變體。后續實驗證實了Ddx5缺失會導致CamkIIδ剪接異常，增加了CamkIIδ外顯子15的納入，從而增加CamkIIδA的表達。

圖3 DDX5對CamkIIδ選擇性剪接的直接調控^[1]

4. 敲除CaMKIIδA可部分恢復Ddx5 KO小鼠的心力衰竭表型
最后，作者通過腺相關病毒對轉錄本CaMKIIδA進行敲減則可以顯著回復DDX5缺失所引起的心衰及DCM表型，論證了DDX5通過調控CaMKIIδ可變剪接，阻止異常轉錄本CaMKIIδA的形成從而維持心肌細胞鈣穩態。
 

圖4 Nynrin過表達顯著提高HSC的輻射抵抗力^[1]

研究結論
這項研究確定了DDX5（一種RNA解旋酶）通過調節CamkIIδ的選擇性剪接，維持心臟Ca²⁺穩態和心臟功能。這項研究不僅揭示了DDX5在心臟中的新作用，而且表明靶向DDX5-CaMKIIδA軸可以為治療心力衰竭提供新的策略。

參考文獻：
[1]Jia K ,Cheng H ,Ma W , et al.RNA Helicase DDX5 Maintains Cardiac Function by Regulating CamkIIδ Alternative Splicing.[J].Circulation,2024
 

DDX5 flox小鼠

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品系名稱：
C57BL/6NCya-DDX5^em1flox/Cya
品系編號：
CKOCMP-13207-Ddx5-B6N-VA
產品編號：
S-CKO-02023
應用方向：
癌癥,遺傳,血液,骨骼,呼吸,罕見病
打靶方案：