郭姍琦，姜行康

(1.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤科，國(guó)家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津 300381；2.天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院泌尿外科，天津市泌尿外科研究所，天津 300211)

據(jù)世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)最新統(tǒng)計(jì)，前列腺癌(prostate cancer, PCa)是全球男性第2大常見(jiàn)腫瘤和第5大腫瘤死亡原因[1]。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活方式的改變、人均壽命的延長(zhǎng)以及醫(yī)療衛(wèi)生水平的改善，我國(guó)PCa的發(fā)病率也呈顯著上升趨勢(shì)，流行病學(xué)調(diào)查顯示，2020年P(guān)Ca位居我國(guó)男性惡性腫瘤發(fā)病率第6位和死亡率第7位[2]。盡管診斷技術(shù)和治療方案日益完善，部分患者在接受雄激素剝奪治療后取得了較好的預(yù)后和生存率，但PCa的復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移和去勢(shì)抵抗仍給患者帶來(lái)了巨大的壓力。與此同時(shí)，在提高PCa患者生存的同時(shí)也對(duì)臨床醫(yī)生提出了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，如何找到不同治療方式的最適人群、如何建立療效評(píng)估的生物標(biāo)志物庫(kù)、如何優(yōu)化患者生存及改善預(yù)后等至關(guān)重要[3]。

環(huán)狀RNA(circular RNA, circRNA)是一類普遍存在于細(xì)胞胞漿中的內(nèi)源性非編碼RNA，也是繼微小RNA以及長(zhǎng)鏈非編碼RNA后非編碼RNA家族中極具研究潛力的新成員[4]。與microRNAs和長(zhǎng)鏈非編碼RNA不同的是，circRNA不具備5’端帽子結(jié)構(gòu)以及3’端poly A尾，依靠共價(jià)鍵形成單鏈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，具有更高的穩(wěn)定性，不易被RNA核酸外切酶或核糖核酸酶(RNase R)降解。其主要功能包括吸附miRNAs從而發(fā)揮調(diào)控靶基因的作用，調(diào)節(jié)基因的RNA結(jié)合蛋白從而影響與之相互作用的mRNA等[5](圖1)。此外，細(xì)胞質(zhì)中多個(gè)circRNA與特定蛋白的協(xié)同結(jié)合可對(duì)細(xì)胞外刺激做出快速反應(yīng)，如在感染時(shí)迅速啟動(dòng)免疫反應(yīng)等。隨著高通量RNA測(cè)序技術(shù)和生物信息學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越多的證據(jù)表明circRNA與前列腺癌的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后等密切相關(guān)，且由于其高穩(wěn)定性、組織特異性以及存在的普遍性，可能成為PCa極具前景的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)[6]。因此，本文系統(tǒng)地總結(jié)了circRNA在PCa中的表達(dá)情況、調(diào)控機(jī)制及在診斷、治療中的作用，以期為進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)PCa新型靶標(biāo)提供依據(jù)。

圖1 circRNA在前列腺癌中的作用機(jī)制圖

1 circRNA在調(diào)控PCa惡性潛能中的作用

circRNA參與PCa的多種過(guò)程，包括細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲遷移及轉(zhuǎn)移等多種生物學(xué)過(guò)程。PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路在PCa癌前病變。腫瘤進(jìn)展中發(fā)揮重要作用，靶向此信號(hào)通路的藥物也顯示出非常好的前景。研究發(fā)現(xiàn)circMBOAT2通過(guò)miR-1271-5p上調(diào)mTOR的表達(dá)，進(jìn)一步激活PI3K/Akt信號(hào)通路，從而促進(jìn)PCa細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[7]。還有研究表明來(lái)源于癌基因泛素特異性肽酶22(USP22)的circ102004可通過(guò)上調(diào)p-ERK、p-AKT、p-JNK、JNK和β-catenin的水平來(lái)促進(jìn)體內(nèi)、外PCa細(xì)胞的增殖，且與腫瘤侵襲性相關(guān)[8]。另一項(xiàng)研究表明，circ-ZNF609可通過(guò)上調(diào)miR-186-5p促進(jìn)PCa細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移，并增加磷酸化AMPK的比率，從而通過(guò)激活A(yù)MPK信號(hào)通路促進(jìn)PCa進(jìn)展[9]。此外，F(xiàn)OXO家族的FOXP4在體外可促進(jìn)PCa進(jìn)展，機(jī)制研究顯示miR-1182或源自ABCC4基因的circABCC4可與FOXP4協(xié)同促進(jìn)前列腺癌進(jìn)展[10]。circ 0016068可以通過(guò)調(diào)節(jié)miR-330-3p的表達(dá)并介導(dǎo)其下游BMI-1來(lái)促進(jìn)PCa細(xì)胞增殖和侵襲[11]。circGNG4可通過(guò)miR-223的海綿作用增強(qiáng)EYA3/c-Myc的表達(dá)，通過(guò)circGNG4/miR-223/EYA3/c-Myc途徑促進(jìn)前列腺癌惡性進(jìn)展[12]。circ0005276還可與致癌基因FUS結(jié)合，上調(diào)circ0005276的宿主基因XIAP從而使PCa進(jìn)展[13]。CDK13在PCa細(xì)胞中的過(guò)表達(dá)可促進(jìn)細(xì)胞增殖，內(nèi)源性CDK13的轉(zhuǎn)錄激活可誘導(dǎo)circCDK13、miR-212-5p/miR-449a和E2F5之間正反饋回路的形成，從而促進(jìn)PCa的發(fā)生與進(jìn)展，該調(diào)控軸也可能為治療PCa進(jìn)展的重要靶點(diǎn)[14]。在調(diào)節(jié)細(xì)胞周期方面，circHIPK3可通過(guò)修飾細(xì)胞分裂周期蛋白25促進(jìn)PCa細(xì)胞G2/M期的轉(zhuǎn)換，使G2/M細(xì)胞周期停滯[15]。circ-CSNK1G3可通過(guò)miR-181調(diào)節(jié)與細(xì)胞周期相關(guān)的基因，如CBX7、CDK1和CDC25A[16]。此外，DENG等[17]研究還發(fā)現(xiàn)circRNA-ARC1可能會(huì)影響miR-125b-2-3p和/或miR-4736，從而影響與轉(zhuǎn)移相關(guān)的PPARγ/MMP-9信號(hào)而改變PCa細(xì)胞的侵襲。circ-FMN2在PCa患者組織中上調(diào)，可阻斷miR-1238的海綿吸附作用，從而增強(qiáng)LHX2表達(dá)并促進(jìn)PCa細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移[18]。上述研究表明circRNA對(duì)PCa的調(diào)控常常是基于“circRNA-microRNA-mRNA”這一模式，且其在PCa中的調(diào)控作用具有多通路、廣靶點(diǎn)及網(wǎng)狀調(diào)控的特點(diǎn)。

除促進(jìn)PCa細(xì)胞惡性進(jìn)展外，circRNA也可抑制其進(jìn)展。ZHANG等[19]發(fā)現(xiàn)PI3K/Akt通路的負(fù)調(diào)控因子PTEN在PCa組織中低表達(dá)，而hsa_circ_0007494則可通過(guò)上調(diào)PTEN的表達(dá)抑制PCa細(xì)胞的增殖。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)circ_ITCH可以抑制PI3K/AKT/mTOR通路的激活，從而抑制PCa細(xì)胞的增殖和進(jìn)展，觀察到circ_ITCH在各種癌癥中具有相似的功能[20]。Smad4是TGF-β信號(hào)通路的主要調(diào)控因子，Smad4可抑制雄激素受體(androgen receptor, AR)的反式激活并在PCa中低表達(dá)。來(lái)源于CRKL基因的circ_0001206可通過(guò)調(diào)節(jié)Smad4而抑制PCa進(jìn)展，而這種抑制作用可被miR-1285-5p 逆轉(zhuǎn)[21]。P53和RNA結(jié)合蛋白25(RBM25；p53的轉(zhuǎn)錄目標(biāo))可促進(jìn)circ_000350(circAMOTL1L，來(lái)源于AMOTL1基因)在PCa中的表達(dá)，從而通過(guò)抑制細(xì)胞遷移并抑制波形蛋白和β-連環(huán)蛋白的表達(dá)最終抑制PCa進(jìn)展[22]。體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)證實(shí)過(guò)表達(dá)的circ itchy E3泛素蛋白連接酶可通過(guò)吸附miR-17-5p 來(lái)挽救Hox-B13的同源蛋白HOXB13(致癌基因)的降解[23]。

2 circRNA在PCa診斷中的作用

研究發(fā)現(xiàn)circAR3在PCa組織中高度表達(dá)，與前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen，PSA)有多種相似之處，如兩者都來(lái)自于前列腺組織或PCa組織，可以分泌到血漿中，其中circAR3在高Gleason評(píng)分或淋巴轉(zhuǎn)移患者中表達(dá)更高[24]，故circAR3有望成為診斷、預(yù)后和評(píng)價(jià)PCa治療效果的分子生物標(biāo)志物。此外，考慮到AR-V7作為線性分子具有易降解和不穩(wěn)定性的缺點(diǎn)，而circARs的變化趨勢(shì)與去勢(shì)抵抗性PCa組織中AR-Vs的變化趨勢(shì)一致，因此，與血漿AR-V7分析相比，circARs以其較高的穩(wěn)定性有可能更好地預(yù)測(cè)AR治療的反應(yīng)[25]。最新研究發(fā)現(xiàn)尿液細(xì)胞外囊泡circRNA可用于檢測(cè)高級(jí)別PCa，這在PCa患者標(biāo)志物方面是突破性的進(jìn)展。HE等[26]使用RNA測(cè)序從11例高級(jí)別PCa患者和11例病例匹配的良性前列腺增生患者的尿液細(xì)胞外囊泡中識(shí)別2 231個(gè)差異表達(dá)的候選circRNA，其中18個(gè)上調(diào)的circRNA具有促癌作用的同時(shí)可能與PCa分級(jí)相關(guān)。進(jìn)一步通過(guò)高級(jí)別PCa和對(duì)照組(前列腺良性增生及低級(jí)別PCa)的患者尿液驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)在PSA為2.0～10.0 ng/mL的患者中cirRNA可識(shí)別高級(jí)別PCa，且無(wú)需進(jìn)行直腸指診，也不需要特殊處理，僅收集患者尿液即可，具有可重復(fù)、無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)單易操作等優(yōu)點(diǎn)，可見(jiàn)circRNA在PCa標(biāo)志物當(dāng)中具有極大潛力。我們常常通過(guò)受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線下面積(area under curve，AUC)來(lái)判定circRNA的診斷價(jià)值，XIA等[27]研究了circ_0062019和circ_0057558的AUC分別為0.828和0.729，敏感性為80.0%和74.1%，特異性為74.6%和63.4%，有趣的是，當(dāng)2種差異circRNA聯(lián)合診斷時(shí)，AUC(0.861)優(yōu)于我們熟知且認(rèn)可的PSA檢測(cè)(0.854)，表明多種circRNA的結(jié)合可能有更高的診斷價(jià)值。

3 circRNA在PCa治療中的作用

近年來(lái)，circRNA作為潛在治療靶點(diǎn)的研究在腫瘤學(xué)領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，截止目前，提出2種靶向circRNA治療腫瘤的策略：一是恢復(fù)具有腫瘤抑制活性的circRNA的功能，二是阻斷具有致癌功能的circRNA。

雄激素剝奪是PCa的重要療法，研究發(fā)現(xiàn)雄激素以濃度依賴的方式促進(jìn)PCa細(xì)胞中circZMIZ1的表達(dá)，且AR與circZMIZ1的表達(dá)相互依存，二者之間可能存在正反饋調(diào)節(jié)關(guān)系[28]。同樣，雙氫睪酮處理后，circSMARCA5顯著高表達(dá)，而抑制AR后其表達(dá)下降40%左右，表明circSMARCA5表達(dá)與AR信號(hào)有關(guān)，可能是雄激素依賴性的[29]。新型AR抑制劑恩扎盧胺(Enzalutamide，ENZ)可以延長(zhǎng)去勢(shì)抵抗性PCa患者的生存。然而，大多數(shù)患者最終會(huì)出現(xiàn)恩扎盧胺耐藥，嚴(yán)重影響中晚期PCa患者的生存。circRNA可充當(dāng)PCa中miRNA的儲(chǔ)存庫(kù)，circRNA17(circ_0001427)可增強(qiáng)miR-181c-5p而抑制AR剪接變體7(ARv7)的表達(dá)從而抑制PCa進(jìn)展，且ARv7的與恩扎盧胺的耐藥相關(guān)，故circRNA17可能是調(diào)控恩扎盧胺耐藥的重要靶點(diǎn)[30]。還有研究顯示Hsa_circ_0004870在ENZ抵抗細(xì)胞中下調(diào)，并可通過(guò)RBM39介導(dǎo)ENZ抵抗[31]。

關(guān)于circRNA在PCa化療藥物方面的研究目前尚少。研究顯示，circFOXO3可抑制PCa細(xì)胞增殖、遷移、侵襲，并通過(guò) circRNA/FOXO3/EMT途徑影響多西他賽耐藥[32]。SHEN等[33]研究發(fā)現(xiàn)circFOXO3在高級(jí)別PCa組織中顯著降低，沉默circFOXO3能夠顯著促進(jìn)細(xì)胞增殖、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化和多西他賽耐藥，分子機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)circFOXO3能夠通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA促進(jìn)親本基因FOXO3的水平從而抑制PCa的進(jìn)展。GAO等[34]證實(shí)hsa_circ_0000735能夠通過(guò)特異性結(jié)合miR-7促進(jìn)PCa多西他賽耐藥。盡管如此，關(guān)于多西他賽耐藥性PCa circRNA的差異譜仍不清楚。另外，尋找和鑒定在多西他賽耐藥細(xì)胞中特異性升高的circRNA，對(duì)后續(xù)臨床預(yù)測(cè)標(biāo)志物和治療靶標(biāo)的篩選具有重要意義。

放療在PCa轉(zhuǎn)移方面取得了令人興奮的突破。然而，大部分PCa患者接受放療后復(fù)發(fā)，這可能是由于PCa細(xì)胞對(duì)于放療耐受性增強(qiáng)所致。研究表明circRNA參與PCa放療敏感性的調(diào)控。circ-ZNF609在PCa組織和細(xì)胞中異常上調(diào)，且ZNF609可通過(guò)miR-501-3P/HK2軸加速腫瘤細(xì)胞糖酵解，促進(jìn)PCa細(xì)胞的進(jìn)展和放療耐藥[35]。CAI等[36]發(fā)現(xiàn)circ_CCNB2在耐輻射的PCa組織和細(xì)胞中過(guò)表達(dá)，抑制circ_CCNB2的表達(dá)可以通過(guò)miR-30b-5P/KIF18A軸增加PCa的放射敏感性，因此，抑制circ_CCNB2可以提高復(fù)發(fā)性PCa患者的放射治療效果。這也為放療抵抗的治療提供了新的策略。

4 circRNA在PCa預(yù)后中的作用

Gleason評(píng)分、病理分期、淋巴轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移與PCa預(yù)后密切相關(guān)，包括生化復(fù)發(fā)率(biochemical recurrence，BCR)、無(wú)病生存期(disease-free survival，DFS)、總生存期(overall survival，OS)等是評(píng)估PCa預(yù)后的重要指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)PCa組織中circMTO1的高表達(dá)與T分期、N分期降低有關(guān)，且circMTO1高表達(dá)患者的DFS和OS均優(yōu)于circMTO1低表達(dá)患者，多因素分析顯示circMTO1的高表達(dá)可獨(dú)立預(yù)測(cè)良好的DFS和OS[37]。HUANG等[38]通過(guò)對(duì)324例PCa根治性前列腺切除術(shù)患者采集癌及癌旁組織標(biāo)本進(jìn)行circITCH表達(dá)檢測(cè)，結(jié)果顯示PCa患者circITCH低表達(dá)與T分期進(jìn)展和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，且circITCH高表達(dá)患者的DFS和OS更好。此外，circRNA_LARP4的低表達(dá)和circABCC4高表達(dá)的PCa患者的5年生存率較差，而circMBOAT2的過(guò)表達(dá)則與DFS縮短有關(guān)[10，39-40]。生化復(fù)發(fā)是PCa進(jìn)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，那么及早預(yù)測(cè)生化復(fù)發(fā)和及時(shí)的臨床干預(yù)對(duì)于PCa患者的預(yù)后具有重要意義。ZHONG 等[41]發(fā)現(xiàn)與自噬相關(guān)的circRNA可作為生化復(fù)發(fā)PCa患者的預(yù)后因子。該研究經(jīng)過(guò)篩選將5個(gè)與自噬相關(guān)的circRNA納入預(yù)后模型，進(jìn)一步結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和臨床病理參數(shù)的nomogram預(yù)測(cè)PCa患者3年和5年的生化復(fù)發(fā)率，最后發(fā)現(xiàn)下調(diào)hsa_circ_0001747可能通過(guò)增強(qiáng)自噬而促進(jìn)PCa，表明自噬相關(guān)的circRNA可能是預(yù)測(cè)PCa患者生化復(fù)發(fā)的重要指標(biāo)。此外，ROCHOW等[42]通過(guò)全基因組circRNA微陣列分析6個(gè)PCa樣本，鑒定出8個(gè)差異表達(dá)的circRNA(circATXN10、circCRIM1、circCSNK1G3、circucy1a2、circLPP、circNEAT1、circRHOBTB3和circSTIL)，并通過(guò)115個(gè)PCa癌組織和79個(gè)癌旁正常組織樣本進(jìn)行circRNA和線性RNA的驗(yàn)證，結(jié)果顯示circATXN10聯(lián)合linSTIL對(duì)惡性和相鄰正常組織PCa具有較高的鑒別能力。linGUCY1A2、linNEAT1和linSTIL組合被證明是BCR的最佳預(yù)測(cè)RNA標(biāo)記。這提示我們通過(guò)環(huán)狀和線性RNA的模型綜合評(píng)估PCa生化復(fù)發(fā)的預(yù)后具有臨床潛力。

5 總結(jié)與展望

作為非編碼RNA家族的重要一員，circRNA具有表達(dá)普遍、高度穩(wěn)定、進(jìn)化保守和組織特異性等特點(diǎn)，且在PCa增殖、轉(zhuǎn)移和治療耐藥中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，由于RNA-seq技術(shù)和生物信息分析的局限性、腫瘤組織和外周血中circRNA表達(dá)量的不一致、以及RNA樣本的純度及細(xì)胞群混合的影響等諸多問(wèn)題，也限制了circRNA的進(jìn)一步臨床診療轉(zhuǎn)型。因此，我們可能需要更先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和更大的患者隊(duì)列來(lái)進(jìn)行更深入的研究，也更有助于回答諸多問(wèn)題，如定量檢測(cè)在體液表達(dá)豐度低的circRNA的方式，靶向circRNA上游調(diào)控因子，從而從根本上阻斷或促進(jìn)其生物學(xué)功能的可能性等。雖然仍然面臨著挑戰(zhàn)，但我們從對(duì)circRNA更深入的研究中獲得的結(jié)果將最終轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)踐，使廣大PCa患者獲益。