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巨噬细胞在心肌梗死后从促炎的M1型向抗炎的M2型转变，是炎症消退和组织修复的关键。美国天普大学Raj Kishore团队采用Arraystar circRNA芯片筛选发现，环状RNA分子Cdr1as（circ-cdr1as）在促炎M1型巨噬细胞中显著下调，而在抗炎M2型巨噬细胞中显著上调。功能实验显示，注射circ-cdr1as过表达巨噬细胞或AAV9介导的circ-cdr1as过表达均显著改善心功能、减少梗死面积、增加血管密度；在分子机制方面，作者发现circ-cdr1as通过“海绵”作用吸附miR-7，解除其对KLF4的抑制，促进巨噬细胞向M2型极化。这些发现揭示了circ-cdr1as调控巨噬细胞极化，促进心肌梗死后心脏修复的机制，为开发基于circRNA的心脏修复策略提供了理论基础。
该研究成果于2025年发表在学术期刊Circulation Research上，影响因子为16.2。
研究背景
心血管疾病是全球主要死亡原因之一，心肌梗死后炎症反应在组织修复和心衰发展中起关键作用。巨噬细胞在心肌梗死后表现出动态极化：从促炎的M1型向抗炎的M2型转变，是炎症消退和组织修复的关键。环形RNA（circRNA）是一类稳定表达的非编码RNA，具有miRNA“海绵”功能，近年来在免疫调节和心血管疾病中被广泛关注。circ-cdr1as 是一种已知可靶向miR-7的circRNA，但其在心脏损伤后免疫调节中的作用尚不清楚。在之前的研究与这篇文章中，作者发现环状RNA cdr1as通过“海绵”作用吸附miR-7，调控巨噬细胞向M2型极化，促进心肌梗死后心脏修复，为环形RNA在心血管疾病中的免疫调节功能提供了新证据。
研究思路
作者着重于研究在心肌梗死后心脏修复时circ-cdr1as对巨噬细胞极化的调控作用。首先运用Arraystar circRNA芯片技术检测发现circ-cdr1as在促炎M1型巨噬细胞中显著下调，而在抗炎M2型巨噬细胞中显著上调，并对结果进行了qRT-PCR验证。作者进一步构建了小鼠心肌梗死手术模型，对不同时间点的circ-cdr1as水平进行了qRT-PCR检测，发现小鼠心肌梗死后3-5天，心脏中的circ-cdr1as显著下调，对应此时促炎M1型巨噬细胞占主导地位；小鼠心肌梗死后7-28天，心脏中的circ-cdr1as显著上调，对应此时抗炎M2型巨噬细胞占主导地位。此外，作者还对流式分选的不同细胞类型进行了circ-cdr1as的表达检测与验证。
在功能研究中，作者将circ-cdr1as过表达的巨噬细胞注射至小鼠心肌梗死区，发现circ-cdr1as过表达显著增加了M2型巨噬细胞比例，改善了心功能、减少了心肌细胞坏死和梗死面积、并增加了血管密度。作者还通过AAV9系统性递送circ-cdr1as至心肌细胞，显著增强了心脏中circ-cdr1as的表达水平，并改善了心脏功能，为开发基于circRNA的心脏修复提供了新的思路。
在机制研究中，作者发现在左心室组织、心肌细胞和巨噬细胞中，当circ-cdr1as显著下调时，miR-7表达水平显著增强；作者进一步利用circRNA pull-down实验验证circ-cdr1as与miR-7的结合；miR-7 mimic处理增加了促炎M1型巨噬细胞的比例，而miR-7 拮抗剂处理降低了促炎M1型巨噬细胞的比例。进一步的研究发现，miR-7 拮抗剂处理或circ-cdr1as过表达显著增强了miR-7靶基因KLF4的表达水平，过表达或敲除KLF4则会增强或抑制M2型巨噬细胞的比例。这些结果综合表明circ-cdr1as通过“海绵”作用抑制miR-7，解除其对KLF4的抑制，促进巨噬细胞向M2型极化。
技术路线
结果展示
图1：circ-cdr1as在促炎M1型巨噬细胞中显著下调，而在抗炎M2型巨噬细胞中显著上调。
A.Arraystar circRNA芯片火山图显示促炎M1型巨噬细胞与抗炎M2型巨噬细胞的circRNA表达差异；
B. qRT-PCR验证circ-cdr1as在促炎M1型巨噬细胞中下调，而在抗炎M2型巨噬细胞中上调。
图2：功能研究，circ-cdr1as过表达改善心肌梗死后的心脏功能。
A: 小鼠心肌梗死后3-5天，心脏中的circ-cdr1as显著下调；心肌梗死后7-28天，心脏中的circ-cdr1as显著上调；
B: circ-cdr1as过表达显著增加了梗死区抗炎型M2巨噬细胞的比例；
C: circ-cdr1as过表达显著增加了毛细血管密度和血管密度。
D. circ-cdr1as过表达显著减少了心肌细胞的死亡。
图3：机制研究，circ-cdr1as“海绵”吸附miR-7，解除其对KLF4的抑制，促进巨噬细胞向M2型极化。
A. circRNA Pull down实验证实circ-cdr1as结合miR-7；
B. miR-7 mimic抑制KLF4的表达；
C. circ-cdr1as过表达增强KLF4的表达；
D. 过表达KLF4显著降低了促炎M1型巨噬细胞的比例，提高了抗炎M2型巨噬细胞的比例；敲除KLF4显著提高了促炎M1型巨噬细胞的比例，降低了抗炎M2型巨噬细胞的比例。
图4：功能与作用机制图。
circ-cdr1as在心肌梗死后3天显著下调，主要发生在巨噬细胞和心肌细胞中（1）；注射的circ-cdr1as过表达巨噬细胞保持了M2型巨噬细胞形态（2）；AAV9介导的circ-cdr1as过表达均显著增加了M2型巨噬细胞比例，降低了心肌细胞坏死（3）；两种疗法均显著改善心功能、减少梗死面积、增加血管密度（4）；circ-cdr1as通过“海绵”作用抑制miR-7，解除其对KLF4的抑制，促进巨噬细胞向M2型极化（5）。
研究意义
本研究使用Arraystar circRNA芯片分析了促炎M1型巨噬细胞和抗炎M2型巨噬细胞中环状RNA分子的表达差异，发现circ-cdr1as参与调控巨噬细胞促炎与抗炎类型的转变，首次揭示了circ-cdr1as在心肌梗死后巨噬细胞极化中的作用，并提出circ-cdr1as/miR-7/KLF4轴作为免疫调节新机制，促进心肌梗死后心脏修复。作者结合细胞治疗与基因治疗策略，验证circ-cdr1as的治疗潜力，为开发基于circRNA的心脏修复策略提供了基础。
原文出处
https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.125.326377
https://doi.org/10.1016/j.lfs.2022.121003
注：作者将Arraystar circRNA芯片的结果先发表于文献2，将后续功能机制研究发表于文献1。
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