心力衰竭（heart failure, HF）是指心脏的收缩或舒张功能受损，导致心功能降低，无法满足身体代谢需求的一种临床综合征。心衰是全世界发病率和死亡率的主要原因，阐明心衰发生和发展的分子机制，并探索新的治疗方法迫在眉睫。RNA结合蛋白（RNA binding protein, RBP）结构和功能异常在心衰的发生发展中起到关键作用，干预RBP及其下游的靶分子可显著延缓心衰进展。
2024年7月26日，上海交通大学医学院附属瑞金医院张瑞岩/闫小响团队在心血管权威期刊Circulation杂志上发表题为RNA helicase DDX5 maintains cardiac function by regulating CamkIIδ alternative splicing的研究论文，首次报道RNA解旋酶DDX5在维持心脏功能中的关键作用，阐明DDX5通过调节心肌细胞CaMKIIδ可变剪接维持细胞钙稳态的深层机制。上海交通大学医学院附属瑞金医院心脏内科临床博士后贾康妮、博士生程豪迈、医师马文琦为本文共同第一作者。同济大学附属东方医院再生医学研究所高崚教授、上海交通大学医学院附属瑞金医院心脏内科张瑞岩教授和闫小响教授，为论文的共同通讯作者。
图片来源：《Circulation》
（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39056171/）
研究材料与方法
在这项研究中，研究者检测了DDX5在人类衰竭心脏和小鼠HF模型中的表达。为了研究DDX5在心脏中的功能，研究人员构建了两种心肌细胞特异性敲除小鼠（均由赛业生物提供），包括组成型敲除小鼠DDX5flox/flox，α-MHC-cre+/-，及诱导型敲除小鼠DDX5flox/flox，α-MHC-MerCreMer+/-，均采用DDX5flox/flox同窝小鼠作为对照。研究者通过腺相关病毒9型（AAV9）在心肌细胞中过表达DDX5，并通过主动脉缩窄（transverse aortic constriction TAC）建立小鼠HF模型。后续研究者利用免疫沉淀-液相色谱/质谱法、RNA测序、可变剪接分析和RNA免疫沉淀测序研究DDX5调控心功能的深层机制。
技术路线
研究结果
1. DDX5在心衰患者标本中下调
通过分析公共数据库中的数据，发现心衰患者心脏组织中，DDX5表达显著下调，表明DDX5可能是心衰的潜在上游调节因子。
图1 DDX5在心力衰竭的过程中出现下调[1]
2.DDX5的心脏特异性过表达减轻了TAC诱导的小鼠心力衰竭
通过构建三种小鼠动物模型，研究者发现DDX5敲除小鼠（由赛业生物提供）出现自发性心衰和DCM的表型，主要表现为心功能下降、心腔增大、室壁变薄和纤维化等。相反，携带心肌细胞特异性启动子的AAV9-cTnT-DDX5腺相关病毒则可以显著改善TAC诱导的心功能降低及不良心室重构。
图2 Ddx5基因的敲除导致胚胎发育过程中的心力衰竭[1]
3.DDX5通过直接结合其前体mRNA来调节CamkIIδ选择性剪接
通过蛋白质组学和RIP-seq证明了DDX5可直接结合转录物介导心肌细胞中的RNA剪接。rMATS分析鉴定出了DDX5的差异剪接事件，CamkIIδ是最显著的差异剪接靶点。CaMKIIδ是心肌细胞钙稳态调节的重要激酶，其通过可变剪接产生11种不同的剪接变体，在心脏中主要表达CaMKIIδ A/B/C/9 4种剪接变体。后续实验证实了Ddx5缺失会导致CamkIIδ剪接异常，增加了CamkIIδ外显子15的纳入，从而增加CamkIIδA的表达。
图3 DDX5对CamkIIδ选择性剪接的直接调控[1]
4. 敲除CaMKIIδA可部分恢复Ddx5 KO小鼠的心力衰竭表型
最后，作者通过腺相关病毒对转录本CaMKIIδA进行敲减则可以显著回复DDX5缺失所引起的心衰及DCM表型，论证了DDX5通过调控CaMKIIδ可变剪接，阻止异常转录本CaMKIIδA的形成从而维持心肌细胞钙稳态。
图4 Nynrin过表达显著提高HSC的辐射抵抗力[1]
研究结论
这项研究确定了DDX5（一种RNA解旋酶）通过调节CamkIIδ的选择性剪接，维持心脏Ca2+稳态和心脏功能。这项研究不仅揭示了DDX5在心脏中的新作用，而且表明靶向DDX5-CaMKIIδA轴可以为治疗心力衰竭提供新的策略。
参考文献：
[1]Jia K ,Cheng H ,Ma W , et al.RNA Helicase DDX5 Maintains Cardiac Function by Regulating CamkIIδ Alternative Splicing.[J].Circulation,2024
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品系名称：
C57BL/6NCya-DDX5em1flox/Cya
品系编号：
CKOCMP-13207-Ddx5-B6N-VA
产品编号：
S-CKO-02023
应用方向：
癌症,遗传,血液,骨骼,呼吸,罕见病
打靶方案：
