MicroRNAs (miRNAs) are versatile regulators of gene expression with profound implications for human disease including atherosclerosis, but whether they can exert posttranslational functions to control cell adaptation and whether such noncanonical features harbor pathophysiological relevance is unknown. Here, we show that miR-126-5p sustains endothelial integrity in the context of high shear stress and autophagy. Bound to argonaute-2 (Ago2), miR-126-5p forms a complex with Mex3a, which occurs on the surface of autophagic vesicles and guides its transport into the nucleus. Mutational studies and biophysical measurements demonstrate that Mex3a binds to the central U- and G-rich regions of miR-126-5p with nanomolar affinity via its two K homology domains. In the nucleus, miR-126-5p dissociates from Ago2 and binds to caspase-3 in an aptamer-like fashion with its seed sequence, preventing dimerization of the caspase and inhibiting its activity to limit apoptosis. The antiapoptotic effect of miR-126-5p outside of the RNA-induced silencing complex is important for endothelial integrity under conditions of high shear stress promoting autophagy: ablation of Mex3a or ATG5 in vivo attenuates nuclear import of miR-126-5p, aggravates endothelial apoptosis, and exacerbates atherosclerosis. In human plaques, we found reduced nuclear miR-126-5p and active caspase-3 in areas of disturbed flow. The direct inhibition of caspase-3 by nuclear miR-126-5p reveals a noncanonical mechanism by which miRNAs can modulate protein function.

MicroRNAs (miRNAs) 是基因表达的多功能调节因子，对包括动脉粥样硬化在内的人类疾病具有深远的影响，但它们是否可以发挥翻译后功能来控制细胞适应以及这些非典型特征是否具有病理生理学相关性尚不清楚。在这里，我们表明 miR-126-5p 在高剪切应力和自噬的情况下维持内皮完整性。与 argonaute-2 (Ago2) 结合后，miR-126-5p 与 Mex3a 形成复合物，发生在自噬囊泡表面并引导其转运到细胞核中。突变研究和生物物理测量表明，Mex3a 通过其两个 K 同源结构域以纳摩尔级的亲和力与 miR-126-5p 的中央富含 U 和 G 的区域结合。在细胞核中，miR-126-5p 从 Ago2 上解离，并以其种子序列以适体样方式与 caspase-3 结合，防止 caspase 的二聚化并抑制其限制细胞凋亡的活性。在高剪切应力促进自噬的条件下，miR-126-5p 在 RNA 诱导的沉默复合物外的抗凋亡作用对于内皮完整性很重要：体内消融 Mex3a 或 ATG5 会减弱 miR-126-5p 的核输入，加重内皮细胞细胞凋亡，加剧动脉粥样硬化。在人类斑块中，我们发现在流动受干扰的区域中核 miR-126-5p 和活性 caspase-3 减少。核 miR-126-5p 对 caspase-3 的直接抑制揭示了 miRNA 可以调节蛋白质功能的非典型机制。防止半胱天冬酶的二聚化并抑制其活性以限制细胞凋亡。在高剪切应力促进自噬的条件下，miR-126-5p 在 RNA 诱导的沉默复合物外的抗凋亡作用对于内皮完整性很重要：体内消融 Mex3a 或 ATG5 会减弱 miR-126-5p 的核输入，加重内皮细胞细胞凋亡，加剧动脉粥样硬化。在人类斑块中，我们发现在流动受干扰的区域中核 miR-126-5p 和活性 caspase-3 减少。核 miR-126-5p 对 caspase-3 的直接抑制揭示了 miRNA 可以调节蛋白质功能的非典型机制。防止半胱天冬酶的二聚化并抑制其活性以限制细胞凋亡。在高剪切应力促进自噬的条件下，miR-126-5p 在 RNA 诱导的沉默复合物外的抗凋亡作用对于内皮完整性很重要：体内消融 Mex3a 或 ATG5 会减弱 miR-126-5p 的核输入，加重内皮细胞细胞凋亡，加剧动脉粥样硬化。在人类斑块中，我们发现在流动受干扰的区域中核 miR-126-5p 和活性 caspase-3 减少。核 miR-126-5p 对 caspase-3 的直接抑制揭示了 miRNA 可以调节蛋白质功能的非典型机制。体内消融 Mex3a 或 ATG5 会减弱 miR-126-5p 的核输入，加重内皮细胞凋亡，并加剧动脉粥样硬化。在人类斑块中，我们发现在流动受干扰的区域中核 miR-126-5p 和活性 caspase-3 减少。核 miR-126-5p 对 caspase-3 的直接抑制揭示了 miRNA 可以调节蛋白质功能的非典型机制。体内消融 Mex3a 或 ATG5 会减弱 miR-126-5p 的核输入，加重内皮细胞凋亡，并加剧动脉粥样硬化。在人类斑块中，我们发现在流动受干扰的区域中核 miR-126-5p 和活性 caspase-3 减少。核 miR-126-5p 对 caspase-3 的直接抑制揭示了 miRNA 可以调节蛋白质功能的非典型机制。