心肌梗死是心血管领域的主要挑战，根源在于成年心肌细胞增殖能力缺失且难以修复。尽管已有研究揭示了Hippo-YAP、整合素、Oncostatin M等多条信号通路对心肌再生的调控作用，但如何精准激活这一过程仍需深入探索。近年来，非编码RNA在心脏再生中的作用备受关注，其中piRNA作为一类新型小非编码RNA，最新证据表明其在心血管系统中亦扮演关键角色，参与调控心肌肥大和细胞凋亡。然而，piRNA是否直接影响心肌细胞增殖及其背后的分子机制，目前仍未被充分阐明。

与此同时，RNA氧化修饰正在成为表观转录层面调控心脏命运的新焦点。由氧化应激生成的8-氧鸟嘌呤（O8G）不仅可作为DNA损伤标志物，其在RNA尤其是miRNA种子区的特异性修饰，已被证实能通过改变碱基配对方式重编程基因表达，影响心脏肥大等病理进程。随着产后心脏转向氧化代谢，ROS升高诱导的DNA损伤可触发心肌细胞周期停滞，这提示氧化修饰可能深度参与增殖调控。那么，O8G修饰是否同样存在于mRNA或piRNA上，并在心肌细胞增殖与心脏修复中发挥未被揭示的表观调控作用？本文围绕piRNA的功能未知性与O8G修饰的潜在调控角色，提出RNA表观转录修饰与心脏再生之间的新关联，为心血管疾病干预提供了全新的研究视角。

云序生物用户青岛大学王昆教授团队在 Cardiovascular Research 期刊（IF=13.3）发表题为“MCPPIR promotes cardiomyocyte proliferation and cardiac repair via O8G oxidation of POC1B mRNA”的研究论文。研究通过piRNA高通量筛选技术分析鉴定出一种新的调节心肌细胞增殖的piRNA，并将其命名为MCPPIR(心肌细胞，促进增殖的piRNA)。基因消融小鼠的MCPPIR可以减弱心肌细胞的增殖和受损的新生心脏再生，而MCPPPPR的过表达促进了心肌梗死后的心肌细胞增殖，减少纤维化，改善心功能。通过RNA-pull down-MS分析，我们确定HNRNPHI是一个关键的结合伙伴。心肌细胞特异性的HNNPHI基因敲除小鼠显示增强的增殖能力。O8G-IP-Seq显示POC1B为下游靶点，MCPPIR阻止了HNRNPH1介导的POC1B mRNA抑制，从而促进心肌细胞增殖和心脏修复。

研究揭示了以前未被认识到的piRNAs在调节心肌细胞增殖中的作用。MCPIR通过O8G介导的POCIB mRNA转录后调控，促进成年心脏的心肌细胞增殖，并促进心脏修复。这些发现建立了MCPIR/POCIB轴作为一种有前景的治疗缺血性心脏病的靶点，并为开发抗心肌损伤的再生疗法提供了新的范例。本次研究中，云序生物提供了O8G-IP-Seq&RNA-Seq以及生信分析等服务。

成年哺乳动物的心脏具有极其有限的再生能力。心脏损伤时心肌细胞的丧失，加上这种有限的再生能力，是心力衰竭及相关死亡的根本原因。虽然PIWI相互作用RNA（piRNA）在心脏组织中表达丰富，但其在心肌细胞增殖和心脏再生中的作用和分子机制仍大多尚未明确。本研究系统性地探讨了piRNA介导的心肌细胞增殖和心脏修复过程调控。

通过piRNA高通量筛选结果分析，我们发现了一种新型piRNA，用于调控心肌细胞增殖，并将其命名为MCPPIR（心肌细胞增殖促进piRNA）。小鼠中MCPPIR的基因消融减弱了心肌细胞增生并损害了新生儿心脏再生，而MCPPIR过度表达则促进了增生，减少了纤维化，并改善了心肌梗死后的心脏功能。通过RNA-pull down-MS分析，我们鉴定HNRNPH1为关键绑定伙伴。心肌细胞特异性HNRNPH1敲除小鼠表现出增强的增殖能力。O8G-IP-Seq显示POC1B为下游靶点，MCPPIR阻止了HNRNPH1介导的POC1B mRNA抑制。从机制上看，MCPPIR-HNRNPH1-POC1B轴保持中心体完整性，从而促进心肌细胞增殖和心脏修复。

我们的研究揭示了piRNA在调控心肌细胞增殖中此前未被认识的作用。我们证明MCPPIR通过O8G介导的POC1B mRNA转录后调控促进心肌细胞增殖并促进成人心脏修复。这些发现确立了MCPPIR/POC1B轴作为缺血性心脏病的有前景治疗靶点，以及开发针对心肌损伤再生疗法的新范式。

图 1.MCPPIR促进体外心肌细胞增殖

（A和B）RNA芯片分析了胚胎第13.5天（E13.5）、E18.5及出生后第1天（P1）、P4、P14和P60小鼠心脏的表达谱

（C）RT-qPCR检测了E13.5、E18.5、P1、P4、P14和P60小鼠心脏中的MCPPIR表达

（D）成年小鼠中不同组织（肝脏、心脏、脾脏、肺和肾）中MCPPIR表达水平的差异

（E–H）新生儿小鼠心肌细胞被转染MCPPIR模拟（MCPPIR）和阴性对照组（NC）24小时

（E）MCPPIR和NC转染细胞中EdU阳性心肌细胞的代表性图像及定量数据（n=6）

（E）Ki67阳性心肌细胞的代表性图像及MCPPIR和NC转染细胞的定量数据（n=6）

（F）pH3阳性心肌细胞的代表性图像及MCPPIR和NC转染细胞的定量数据（n=6）

（G）AuroraB阳性心肌细胞代表性图像及MCPPIR和NC转染细胞的定量数据（n=6）

（H）AuroraB阳性心肌细胞代表性图像及MCPPIR和NC转染细胞的定量数据（n=6）

（I和J）新生儿小鼠心肌细胞被转染MCPPIR（anta）及其阴性对照组antamir（anta-NC）24小时（I）在anta和anta-NC转染细胞中pH3阳性心肌细胞的定量数据（n=6）（J）AuroraB阳性心肌细胞在anta和anti-NC转染细胞中的定量数据（n=6）

图2.MCPPIR的缺失会抑制心肌细胞的增殖

（A–B）MCPPIR敲除（MCP KO）小鼠构造的示意图（A）引物的正向和反向扩展区用于检测MCPPIR基因的缺失区（B）PCR实验和基因测序图像显示MCPPIR序列“CATCTAGAGAGA”的缺失

（C）RT-qPCR显示野生型（WT）和MCP KO小鼠心脏中MCPPIR表达水平（n = 8）

（D–E）通过HE染色（2毫米）分析心脏形态（D）和心重/体重比（HW/BW）（E）成年WT和MCP小鼠心脏的KO小鼠心脏（n = 6）

（F）超声心动图显示成年白血和MCP KO小鼠左心室分数缩短（FS）（n = 7）

（G）心肌横截面积代表性图像及通过WGA染色定量心脏切片数据（n = 8）

（H–I）EdU阳性心肌细胞的代表性图像及WT和MCP小鼠心脏中EdU阳性细胞的定量数据（n=6）

（J） pH3阳性心肌细胞的代表性图像及WT和MCP小鼠心脏中pH3阳性细胞的定量数据（n=6）

与成年小鼠不同，新生小鼠保持短暂的心脏再生能力，这对心脏稳态至关重要。为探究MCPPIR在新生小鼠心脏再生中的作用，研究人员对P1野生型和MCPPIR敲除小鼠实施了心尖切除手术。免疫荧光分析显示，术后第7天，MCPPIR敲除小鼠切除边缘区的Ki67、pH3和Aurora B阳性心肌细胞显著少于野生型对照。Masson染色显示，野生型小鼠在P21时心肌完全再生，而MCPPIR敲除小鼠则出现广泛的纤维化瘢痕。为进一步验证，研究人员对P1小鼠进行了心肌梗死手术，结果同样发现MCPPIR敲除小鼠心肌细胞增殖减少、纤维化面积增加、心功能受损。这些结果表明MCPPIR缺失抑制了新生小鼠心脏的细胞周期激活和再生反应。

图3.MCPPIR注射促进心肌细胞增殖和损伤后修复

（A–G）新生儿小鼠在P6位置静脉注射MCPPIR agomir（MCPPIR）及其对照组（NC）一周

（A）MCPPIR表达水平（n=6）

（B）MCPPIR或NC处理小鼠心脏形态的代表性HE影像

（C）MCPPIR或NC处理小鼠心脏的心重/体体重比（HW/BW）（n = 6）

（D）显示MCPPIR或NC处理小鼠（n = 6）的心脏左心室分数缩短（FS）超声心动图数据

（E）WGA展示了MCPPIR或NC处理小鼠心肌细胞横截面积的代表性图像（n=6）

（F和G）在MCPPIR或NC处理的小鼠心脏中，Ki67阳性心肌细胞（n = 6）的代表性图像（F）及量化数据（G）

（H–K）成年小鼠注射MCPPIR，并接受由左前降冠状动脉结扎诱发的心肌梗塞，持续2周

（H）瘤染色实验，显示成年MCPPIR和NC小鼠心脏（n=7）梗塞大小及定量数据

（I） 超声心动图显示成年MCPPIR和NC小鼠在心肌梗死后2周出现左心室分数缩短（FS）（n=7）

（J）免疫荧光测定显示，针对成人MCPPIR和NC小鼠在心肌缺失后2周（n=6）的代表性图像及定量数据

（K）对成年MCPPIR和NC小鼠在心肌缺失后2周（n=6）心肌细胞数量进行立体学定量

图4. 全转录组范围O8G氧化分析鉴定MCPPIR的靶点

（A–G）在WT和MCPPIR KO小鼠心脏中进行O8G氧化RNA免疫沉淀测序（O8G-IP-seq）分析
（A）饼图显示WT和MCPPIR KO小鼠心脏中O8G峰在mRNA转录本不同非重叠区段（5′UTR、CDS、3′UTR）的分布
（B）具有不同数量O8G峰的mRNA百分比
（C）O8G-seq鉴定的O8G峰中富集的序列基序
（D）Metagene分析显示WT和MCPPIR KO小鼠心脏中O8G峰沿转录本三个非重叠区段（5′UTR、CDS和3′UTR）的分布
（E）散点图展示WT和MCPPIR KO小鼠心脏RNA-seq数据中mRNAs的差异表达，红点表示上调基因，绿点表示下调基因
（F）WT和MCPPIR KO小鼠心脏基因表达水平与O8G水平变化的相关性分析
（G）RIP-qPCR验证从O8G-seq和mRNA-seq结果中选定的基因在WT和MCPPIR KO小鼠心脏中的O8G修饰水平（n=6）

图5. MCPPIR 促进 POC1B mRNA 的 O8G 修饰并增强其稳定性

（A–L）探究 MCPPIR 对 POC1B 表达调控及相互作用的分子机制
（A）IGV显示 WT 和 MCP KO 小鼠心脏中 Poc1b mRNA 的 O8G RIP-seq 读段分布
（B）RT-qPCR 检测 WT 和 MCP KO 小鼠心脏中 Poc1b mRNA 的表达水平（n = 6），以GAPDH作为内参进行标准化
（C）Western blot 检测 WT 和 MCP KO 小鼠心脏中 POC1B 蛋白的表达水平
（D）O8G-RIP-qPCR 检测转染 NC 和 MCPPIR 的心肌细胞中 Poc1b mRNA 的富集水平（n = 5）
（E）RT-qPCR 检测转染 NC 和 MCPPIR 的心肌细胞中 Poc1b mRNA 的表达水平（n = 6），以 GAPDH 作为内参进行标准化
（F）Western blot 检测转染 NC 和 MCPPIR 的心肌细胞中 POC1B 蛋白的表达水平
（G）用放线菌素 D 处理并转染 NC 和 MCPPIR 的心肌细胞培养指定时间，RT-qPCR 结果显示 Poc1b mRNA 表达水平（n = 5 ），以 GAPDH 作为内参进行标准化。
（H）LC-MS/MS 显示 HNRNPH1 的二级质谱图像
（I）使用生物素标记的 MCPPIR（Bio-MCPPIR）或阴性对照（Bio-NC）进行 RNA pull-down 实验，Western blot 分析显示 MCPPIR 与 HNRNPH1 蛋白结合（n = 5）
（J）RIP 实验显示 HNRNPH1 与 MCPPIR 结合（n = 5）
（K）Western blot 检测 WT 和 MCP KO 小鼠心脏中 HNRNPH1 蛋白的表达
（L）Western blot 检测转染 NC 和 MCPPIR 的心肌细胞中 HNRNPH1 蛋白的表达

图6. MCPPIR通过阻断HNRNPH1与POC1B mRNA的结合调控POC1B的O8G修饰及表达

（A）他莫昔芬（TAM）诱导HNPH1 cKO小鼠模型构建示意图
（B）Western blot检测HNPH1fl/fl小鼠和HNPH1 cKO小鼠心脏中HNRNPH1蛋白表达水平（n=4）
（C）免疫荧光显示成年HNPH1fl/fl和HNPH1 cKO小鼠心脏中pH3阳性心肌细胞代表图像

（D）pH3阳性心肌细胞定量数据（n=7）
（E）成年HNPH1fl/fl和HNPH1 cKO小鼠心脏中AuroraB阳性心肌细胞定量数据（n=7）
（F）RIP-qPCR分析HNPH1fl/fl和HNPH1 cKO小鼠心脏中HNRNPH1与Poc1b mRNA的相对结合水平（n=5）
（G）RIP-qPCR分析WT和MCP KO小鼠心脏中HNRNPH1与Poc1b mRNA的相对结合水平（n=6）
（H）过表达POC1B的腺病毒（POC1B）及其对照（CTRL）处理后心肌细胞中pH3阳性细胞代表图像及定量数据（n=6）
（I）超声心动图显示成年小鼠心肌梗死后4周，CTRL或POC1B处理组左心室缩短分数（FS）（n=7）
（J）成年小鼠心肌梗死后4周，CTRL或POC1B处理组左心室梗死面积定量分析（n=6）
（K）成年小鼠心肌梗死后4周，CTRL或POC1B处理组心脏中pH3阳性心肌细胞代表图像及定量数据 （n=7）

图7. MCPPIR通过靶向POC1B调控中心体完整性与心肌细胞增殖

（A）使用PCNT抗体对小鼠心肌细胞进行中心体形态免疫荧光染色，心肌细胞共定位PCNT、cTnT及DAPI
（B）E15、P0、P3及P7时间点小鼠心肌细胞中心体分离比例统计（n=7）
（C–E）使用携带POC1B的腺病毒（POC1B）或其对照（CTRL）感染心肌细胞
（C）POC1B处理的心肌细胞中，使用PCNT抗体进行中心体形态免疫荧光染色
（D）POC1B处理的心肌细胞中心体分离比例（n=7）
（E）POC1B处理后心肌细胞核周PCNT阳性比例（n=5）
（F）WT和MCP KO小鼠心脏中MCPPIR缺失心肌细胞中心体分离比例（n=7）
（G）Western blot检测转染MCPPIR、si-NC或si-POC1B的心肌细胞中POC1B蛋白表达
（H）转染MCPPIR、si-NC或si-POC1B的心肌细胞中心体分离比例（n=7）
（I）对照组、MCPPIR处理组、MCP+si-NC处理组及MCP+si-POC1B处理组心肌细胞中pH3阳性心肌细胞定量数据（n=10）
（J）MCPPIR调控心肌细胞增殖及心脏再生功能模式图

MCPPIR特异性促进心肌细胞增殖

• MCPPIR（piR-134486）在出生后心脏中显著下调；体外过表达MCPPIR增加EdU/Ki67/pH3/Aurora B心肌细胞，敲低则抑制增殖，且对非心肌细胞无影响。

MCPPIR通过O8G修饰调控POC1B表达

• O8G-IP-Seq联合RNA-Seq分析显示，MCPPIR敲除导致POC1B mRNA的O8G修饰水平及表达显著降低；MCPPIR过表达则增强POC1B mRNA稳定性与表达。

MCPPIR竞争性结合HNRNPH1解除其对POC1B的抑制

• RNA-pull down-MS鉴定HNRNPH1为MCPPIR结合蛋白；RIP实验证实MCPPIR通过阻断HNRNPH1与POC1B mRNA结合，促进POC1B的O8G修饰与表达。

POC1B维持中心体完整性驱动心肌细胞增殖

• POC1B过表达抑制出生后中心粒解离与PCM向核周重分布；POC1B沉默可逆转MCPPIR的促增殖效应；MCPPIR作用独立于Hippo/YAP等经典再生通路。

人源同源物hsa-piR-2147功能保守

• 在hiPSC-CMs中，hsa-piR-2147同样通过上调POC1B促进心肌细胞增殖；心衰患者样本中POC1B表达下调，提示临床相关性。