張　振，潘　晴，劉　旭，李　芬

(淮安市淮陰醫(yī)院檢驗科，江蘇淮安　223300)

非編碼RNA(non-coding RNA， ncRNA)是指不編碼蛋白質(zhì)的RNA。人類基因組計劃發(fā)現(xiàn)，人類基因組中僅有不超過2%的序列編碼蛋白質(zhì)，其余序列不編碼任何蛋白質(zhì)[1]。環(huán)狀RNA(circular RNA，circRNA)也屬于ncRNA中的一種。1976年，研究人員就在類病毒、酵母真菌及人類基因轉(zhuǎn)錄本中發(fā)現(xiàn)circRNA的存在，但當時普遍認為circRNA是錯誤剪接形成的低豐度RNA分子，并沒有引起重視[2]。隨著生命科學的不斷發(fā)展，越來越多曾經(jīng)被視為垃圾序列的“暗物質(zhì)”逐漸被解析，在生命體中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。近幾年，circRNA逐漸成為研究熱點。circRNA是一類雙鏈閉合RNA，無5’帽子結(jié)構(gòu)及3’ poly A尾，不受RNA外切酶降解，廣泛地存在于生物體中[3，4]。環(huán)狀RNA由外顯子和/或內(nèi)含子組成，可存在于細胞、血清外泌體以及唾液中[5]。目前研究發(fā)現(xiàn)的circRNA大部分屬于ncRNA，不編碼蛋白質(zhì)，但能調(diào)控基因的表達。而且，circRNA中含有大量miRNA的結(jié)合位點，可以作為競爭性內(nèi)源RNA(ceRNA)，發(fā)揮重要的生物學功能。已有研究表明circRNA與腫瘤的發(fā)生發(fā)展關系密切，為腫瘤的診斷和治療提供了新的思路。本文就circRNA與腫瘤的關系作一綜述。

1circRNA概述

1.1circRNA的起源及特征1976年，環(huán)狀RNA的概念第一次被提出。Sanger研究團隊發(fā)現(xiàn)了一種單鏈環(huán)狀閉合的RNA病毒，并將其稱為環(huán)狀RNA(circular RNA)[6]。之后的很多年，circRNA并沒有引起人們的重視，直到其被證實大量存在于生物體才吸引了足夠多的關注。近年來，circRNA的功能逐漸被解析，學術界也掀起了circRNA的研究熱潮。

circRNA廣泛存在于真核細胞中，而且無核紅細胞、血小板及人血漿外泌體中也存在大量circRNA。目前認為circRNA的豐度比同一基因來源的線性RNA豐度要低，但circRNA的含量卻比同一基因來源的線性RNA更豐富[4]。circRNA具有共價閉合環(huán)結(jié)構(gòu)，沒有5’末端帽子和3’末端多聚A尾，而且不易被RNA酶降解，這使得circRNA具有極高的穩(wěn)定性[7]。circRNA大部分來源于外顯子，少部分來源于內(nèi)含子(丁型肝炎中的circRNA編碼丁型肝炎核心抗原)。circRNA在不同物種間具有保守性，人類和小鼠的腦內(nèi)部分circRNA都具有相似的序列。研究表明，circRNA的表達具有一定的時間-空間特異性[8，9]。

1.2circRNA的生物學功能目前發(fā)現(xiàn)的大部分circRNA不能編碼蛋白質(zhì)(極少部分能夠在體外編碼蛋白質(zhì))，circRNA主要功能是調(diào)控基因的表達，主要有以下幾個方面：

1.2.1調(diào)控親代基因的表達：circRNA大量存在于細胞核，可與聚合酶Ⅱ結(jié)合，調(diào)控轉(zhuǎn)錄過程。如ciankrd52主要定位于轉(zhuǎn)錄位點附近，是PolⅡ復合體的正調(diào)節(jié)因子，對其親代基因發(fā)揮順式調(diào)控作用[10]。EIciRNA通過特殊的結(jié)合方式與U1 snRNP結(jié)合成EIciRNA-U1snRNP復合體，復合體可與PolⅡ結(jié)合，通過順式調(diào)控作用增強親本基因的轉(zhuǎn)錄。相關研究發(fā)現(xiàn)了circRNA可通過RNA元件從內(nèi)含子套索結(jié)構(gòu)中逃脫而形成[11]。

1.2.2circRNA調(diào)節(jié)選擇性剪接和轉(zhuǎn)錄過程：circRNA在細胞內(nèi)穩(wěn)定表達，呈現(xiàn)組織特異性，并且優(yōu)勢表達于細胞質(zhì)。研究表明circRNA參與選擇性剪接和轉(zhuǎn)錄過程的調(diào)控。circMb1是muscleblind基因的第2個外顯子形成的環(huán)狀RNA。muscleblind能夠編碼剪接因子MBL，MBL通過circMb1及其內(nèi)含子序列上的MBL結(jié)合位點顯著影響 circMb1的生物合成[12]。

1.2.3circRNA作為ceRNA發(fā)揮miRNA海綿作用：ceRNA理論的主體為mRNA，假基因，LncRNA以及circRNA。mRNA，假基因，LncRNA以及circRNA可通過新的語言媒介MREs競爭性結(jié)合miRNA，相互調(diào)控各自的表達水平，從而構(gòu)成龐大的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡。circRNA上有miRNA結(jié)合位點，能夠競爭性結(jié)合，從而抑制miRNA對其相應mRNA的降解作用。比如，circRNA Sry有多個miRNA-138的結(jié)合位點，可通過與miRNA的相互結(jié)合影響生物體的多種病生理學過程[13]。ciRS-7擁有數(shù)十個miR-7的結(jié)合位點，可明顯抑制miR-7的功能，顯著提高miR-7作用靶點的表達水平。

2circRNA與腫瘤circRNA在多種細胞中廣泛存在，參與多種生物學過程，比如基因的轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等，豐富了ncRNA調(diào)控網(wǎng)絡的復雜性。circRNA可引起細胞功能缺陷或異常，從而導致腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

2.1circRNA與肝癌肝癌是涉及多基因、多通路的惡性腫瘤，侵襲力強、死亡率高、預后差。Fu等[14]利用circRNA microarray分析了肝癌中總circRNA的表達情況，發(fā)現(xiàn)了has-circ-0004018表達水平顯著下降，低水平的has-circ-0004018與AFP的水平及腫瘤發(fā)生發(fā)展的不同階段有一定的相關性。has-circ-0004018還可通過與miRNA的相互作用，影響肝癌的生物學進程。Huang等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，在肝癌中高表達的circRNA-100338與乙型肝炎病毒相關性肝癌的轉(zhuǎn)移及低生存率密切相關。miRNA-141-3P是circRNA-100338的作用靶點，circRNA-100338可作為miRNA-141-3P的內(nèi)源性海綿影響肝癌的發(fā)生發(fā)展。Shang等[16]篩選了肝癌中差異表達的circRNA，發(fā)現(xiàn)了多個circRNA表達水平在肝癌組織中顯著改變。其中has-circ-0005075在肝癌和正常組織中的表達有顯著差異，其表達水平與腫瘤大小及預后密切相關，has-circ-0005075能夠與miR-23b-5p，miR-93-3等miRNA及其相應的mRNA互相作用影響肝癌的發(fā)生發(fā)展，而且GO分析顯示has-circ-0005075 與肝癌細胞的黏附密切相關。

2.2circRNA與胃癌胃癌源于胃部表層黏膜上皮細胞，是消化系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，位居腫瘤相關死亡的第三位。Lai等[17]研究發(fā)現(xiàn)，三種不同的circRNA has-circ-0047905，has-circ-0138960和has-circ7690-15在胃癌中的表達水平顯著下降。在體外，降低has-circ-0047905，has-circ-0138960和has-circ7690-15的表達水平可以抑制胃癌細胞的增殖及侵襲。Lai等的發(fā)現(xiàn)表明has-circ-0047905，has-circ-0138960和has-circ7690-15可能作為促癌基因參與胃癌的發(fā)生發(fā)展。Zhang等[18]研究發(fā)現(xiàn)，miR-424表達水平的上升以及LATS1表達水平的下降和胃癌患者的病理學階段及不良預后密切相關，circLARP4與miR-424相互作用影響胃癌細胞的生物學行為。胃癌中circLARP4表達水平的下調(diào)是胃癌患者總生存水平的獨立預測因子。circRNA-100269 是可以預測癌癥復發(fā)的生物標志物，有研究表明在胃癌組織中circRNA-100269和其線性異構(gòu)體LPHN2處于低表達水平，miR-630是circRNA-100269的靶miRNA，circRNA-100269和miR-630相互作用可抑制胃癌細胞的生長[19]。has-circ-0000745在胃癌組織中表達水平下降，參與腫瘤的分化及轉(zhuǎn)移。而且，has-circ-000745與CEA的水平有一定的相關性，有可能成為胃癌的新型診斷標志物[20]。

2.3circRNA與肺癌肺癌是世界范圍內(nèi)的惡性腫瘤，死亡率逐年上升。研究表明，大量circRNA參與了肺癌的生物學進程。Zhu等[21]研究發(fā)現(xiàn)了39個circRNA在肺腺癌中表達水平升高，20個circRNA表達水平下降。其中，has-circ-0013958在所有肺腺癌組織及細胞中表達水平都升高。has-circ-0013958與肺腺癌的TNM分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關；has-circ-0013958還可以與miRNA相互作用進一步影響肺腺癌的發(fā)生發(fā)展。Zhu等[21]的研究表明了has-circ-0013958可能是肺腺癌早期診斷及預防的潛在分子標志物。circ-100876在非小細胞肺癌中顯著升高，circ-100876的表達水平與非小細胞肺癌腫瘤分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關。高表達水平的circ-100876患者的總生存率顯著低于低表達水平的circ-100876患者的總生存率。該研究表明了circ-100876參與到了非小細胞肺癌的發(fā)生發(fā)展中，可能成為非小細胞肺癌的潛在標志物及治療靶點[22]。

2.4circRNA與乳腺癌乳腺癌的發(fā)病呈年輕化及逐年增高的趨勢，是女性常見的惡性腫瘤之一。人體內(nèi)特定基因的異常影響著乳腺癌的發(fā)生發(fā)展，circRNA與乳腺癌關系的研究也取得了一定的進展。研究表明了has-circ-0001982在乳腺癌組織及細胞中表達水平上升，has-circ-0001982可以與miR-143相互作用影響乳腺癌的發(fā)生發(fā)展[23]。circular RNA circ-ABCB10在乳腺癌組織中表達上升，circ-ABCB10可以影響乳腺癌細胞的增殖和凋亡。circ-ABCB10還可以作為ceRNA與miR-1271相互作用參與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展，為乳腺癌的研究提供了一個新的思路[24]。

2.5circRNA與膀胱癌膀胱癌是男性常見惡性腫瘤之一，發(fā)病率有逐年增高的趨勢，嚴重危害人類的健康。circRNA與膀胱癌的相關研究也成為最近研究的熱點。circRNA-MYLK可作為miR-29a的ceRNA，通過激活VEGFA/VEGFR2及其下游的Ras/ERK信號通路進一步影響膀胱癌的發(fā)生發(fā)展，為膀胱癌診斷及治療提供了新的研究思路[25]。Zhong等[26]研究發(fā)現(xiàn)circTCF25可以和miR-103a-3p/miR-107相互結(jié)合影響癌細胞的增殖、轉(zhuǎn)移及侵襲。高表達circTCF25可以降低miR-103a-3p/miR-107的表達水平，進一步影響CDK6的表達，促進膀胱癌細胞的增殖和轉(zhuǎn)移。

3小結(jié)醫(yī)學研究在不斷探索基因在疾病發(fā)生、發(fā)展和治療中的作用。目前對大多數(shù)疾病的研究停留在疾病易感基因或相關基因的水平，還達不到通過基因診斷和治療疾病的目的。circRNA廣泛存在于生物體內(nèi)，在多種疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要調(diào)控作用。circRNA對于疾病診斷及治療的巨大潛力使其成為越來越多研究者關注的對象。相信隨著研究的深入，研究人員對circRNA及其調(diào)控網(wǎng)絡的探索必將對腫瘤等相關疾病的預測、診斷及治療等做出一定的貢獻。

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