朱麗麗，李 冰，薛 靜綜述，李淑紅審校

0 引 言

circRNA( circular RNA)是由外顯子或內(nèi)含子或二者混合序列通過“反向剪接”方式形成的非編碼RNA，已成為研究人類疾病的新領(lǐng)域與熱點(diǎn)。在多種疾病中的作用得到了越來越多的學(xué)者的重視，諸如腫瘤、糖尿病、心血管疾病[1-2]、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。circRNA作為microRNA海綿，通過競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性RNA(ceRNAs)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控腫瘤的發(fā)生[3]，但circRNA的種類較多，所起作用的疾病也較多，在某一種疾病中所起作用的circRNA往往不止一種。究其本質(zhì)其所發(fā)揮的生物學(xué)作用及機(jī)制均離不開某一種或者某幾種信號(hào)通路。其中Wnt/β-catenin信號(hào)通路就是其中一種與circRNA關(guān)系最為密切的信號(hào)通路之一。本文就幾種與Wnt/β-catenin信號(hào)通路相關(guān)的circRNA所發(fā)揮的生物學(xué)作用作一綜述，為各類疾病的診斷及基因治療提供新策略，也為circRNA及Wnt/β-catenin信號(hào)通路相關(guān)的后續(xù)的研究提供新的思路。

1 circRNA與Wnt/β-catenin信號(hào)通路之間的關(guān)系

circRNA 主要表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)或外泌體，具有閉合的共價(jià)環(huán)結(jié)構(gòu)，由于其缺乏5'帽子結(jié)構(gòu)和3'poly(A)結(jié)構(gòu)，不易被核酸外切酶降解，比線性RNA和微小RNA更穩(wěn)定[4]。隨著高通量測(cè)序的發(fā)展越來越多的circ RNA 被人類所發(fā)現(xiàn)。其在各種生物中廣泛表達(dá)，具有種屬、組織、疾病及發(fā)育階段相關(guān)的特異性，與各種疾病，尤其是惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。circRNA 的主要功能是作為“海綿”[5]吸附 mirNA 發(fā)揮生物學(xué)功能，同時(shí)還具有調(diào)控轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后過程、可變剪接、編碼蛋白以及充當(dāng)?shù)鞍渍T餌等作用，可進(jìn)一步調(diào)控 WNT信號(hào)通路，發(fā)生生物學(xué)作用。

Wnt信號(hào)通路是一條重要的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路，參與胚胎發(fā)育、組織器官發(fā)生等許多基本生命過程[6]。Wnt信號(hào)通路主要有4條途徑:Wnt / β - catenin 傳導(dǎo)途徑、Wnt / Ca 2 + 途徑、Wnt 細(xì)胞平面極化途徑和調(diào)節(jié)紡錘體方向、非對(duì)稱細(xì)胞分裂的細(xì)胞內(nèi)途徑。WNT信號(hào)通路具有高度保守性, 不僅能調(diào)控細(xì)胞的形態(tài)與功能, 還可調(diào)控生長(zhǎng)、發(fā)育性疾病等過程。Wnt /β-catenin 途徑是Wnt信號(hào)通路的經(jīng)典途徑。參與細(xì)胞分化、遷移、增殖和凋亡，被認(rèn)為是腫瘤發(fā)生的重要調(diào)控信號(hào)通路[7]。β-catenin作為Wnt信號(hào)通路的關(guān)鍵蛋白，直接影響Wnt信號(hào)通路的生物學(xué)效應(yīng)[8]。該通路的標(biāo)志是 β-catenin 的積累，并向核內(nèi)轉(zhuǎn)移。Wnt 蛋白與細(xì)胞表面的Frz、LRP5/6結(jié)合形成三聚體，將信號(hào)傳遞并活化胞質(zhì)內(nèi)蓬亂蛋白(dishevelled，Dsh或Dvl)，減弱由β-catenin與軸蛋白(axin)、糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase- 3β，GSK-3β)、結(jié)直腸腺瘤性息肉基因(adenomatous polyposis，APC)組成的降解復(fù)合物穩(wěn)定性，阻止β-catenin磷酸化降解，使β-catenin在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)濃度升高，繼而轉(zhuǎn)入核內(nèi)與T細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子/淋巴樣增強(qiáng)因子(T-cell factor/lymphoid enhancingfactor，TCF/LEF) 相互作用，激活 Wnt /β-catenin信號(hào)通路，最終活化下游靶基因的表達(dá)。

circRNA可通過調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號(hào)通路影響各種疾病的進(jìn)展[9]。hsa_circ_0017247和circ-SOX4分別通過激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路作為膀胱癌和非小細(xì)胞肺癌的致瘤因子[10]。Map等[11]認(rèn)為，hsa_circ_0005615通過海綿清除mir149-5激活Wnt/β-catenin通路，促進(jìn)了結(jié)直腸癌細(xì)胞的惡性進(jìn)展。此外，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)還表明，circ_0082182通過mir-411或mir -1205介導(dǎo)的Wnt/β-catenin通路的激活促進(jìn)了腫瘤的發(fā)生和上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。circTET1通過吸收視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中的mir-492/mir-494-3p來滅活Wnt/β-catenin通路[12]。

2 circRNA通過WNT信號(hào)通路發(fā)揮的生物學(xué)作用及其機(jī)制

2.1 參與細(xì)胞增殖近年來一些CircRNA借助WNT/β-catenin信號(hào)通路在細(xì)胞增殖中發(fā)揮的作用也被越來越多的學(xué)者重視。Huang 等[13]研究表明，過表達(dá)hsa_circ_104348可通過靶向激活mir-187-3p /RTKN2軸并激活Wnt/β-catenin通路來促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，抑制細(xì)胞凋亡，Rhotekin被認(rèn)為是含有rho結(jié)合域的某些蛋白質(zhì)的成員，下調(diào)RTKN2(Rhotekin 2)可抑制細(xì)胞周期相關(guān)蛋白水平，抑制細(xì)胞侵襲，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，hsa_circ_104348 可通過mir-187-3p或者直接作用于RTKN2并激活Wnt/β-catenin通路使肝癌細(xì)胞的增殖、侵襲、凋亡的能力發(fā)生改變[5]。Guan等[13]的研究通過一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)了mir-195-5p與Axin2的靶向關(guān)系，circ_0038718可以通過下調(diào)mir-195-5p來影響結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。Axin2是Wnt信號(hào)通路的直接靶點(diǎn)，并通過一個(gè)負(fù)反饋環(huán)來限制Wnt信號(hào)的持續(xù)時(shí)間和或強(qiáng)度[14]。故而得出circ_0038718可以通過下調(diào)mir-195-5p靶向控制Axin2的表達(dá)，抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路，從而抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖和腫瘤形成。

2.2抑制細(xì)胞凋亡Circ-CLIP2通過海綿吸收mir-195-5p促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖，抑制其凋亡，從而上調(diào)HMGB3，激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路[15]。circ - ABCB10通過調(diào)節(jié)mir-1271介導(dǎo)的Capn4/Wnt/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)細(xì)胞增殖和侵襲，抑制凋亡[16]。circ-SMAD55通過WNT/β-catenin信號(hào)通路調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，抑制細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡[17]。Zhou等[17]通過挽救實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了circ-PTK2與mir-638介導(dǎo)的MEK/ERK和WNT/b-catenin信號(hào)通路的相互作用。與正常漿細(xì)胞相比，大多數(shù)多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞系中Circ-PTK2過表達(dá)。過表達(dá)circ-PTK2促進(jìn)U266細(xì)胞增殖和遷移，抑制細(xì)胞凋亡，但不影響細(xì)胞侵襲;下調(diào)circ-PTK2在LP-1細(xì)胞中產(chǎn)生相反的效果。

2.3調(diào)控上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化過程上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transformation，EMT)是上皮細(xì)胞獲得遷移和侵襲能力并具有間充質(zhì)特征的生物學(xué)過程[18]。通過檢測(cè)EMT相關(guān)蛋白(anti-EMT echerin和pro-EMT N-cadherin)，發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌細(xì)胞中敲低circ_0082182會(huì)阻礙EMT過程。Circ_0082182可作為直腸癌轉(zhuǎn)移的診斷靶點(diǎn)，其表達(dá)下調(diào)可能抑制直腸癌的進(jìn)一步轉(zhuǎn)移[19]。circ_0082182通過海綿阻斷mir-411或mir-1205激活Wnt/β-catenin通路，從而延緩直腸癌的腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移。Liu等[20]結(jié)果表明,circ_0119872作為mir622的分子海綿，削弱其對(duì)下游靶基因G3BP1的抑制作用，進(jìn)而激活Wnt/β-catenin和mTOR信號(hào)通路，促進(jìn)葡萄膜黑色素瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛能。SRY-box轉(zhuǎn)錄因子2(SRY-box transcription factor 2，SOX2)誘導(dǎo)的circ_0026628海綿吸收mir-346并招募FUS蛋白增加Sp1轉(zhuǎn)錄因子(Sp1 transcription factor, Sp1)作為一種序列特異性的DNA結(jié)合蛋白，積極參與細(xì)胞內(nèi)基因的轉(zhuǎn)錄。觸發(fā)下游Wnt/β-catenin通路，促進(jìn)結(jié)腸癌進(jìn)展[21]。在結(jié)直腸癌進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中mir-576-5p直接與hsa_circ_0001666結(jié)合，作為mir-576-5p的負(fù)調(diào)節(jié)因子原鈣粘附因子(Protocadherin10，PCDH10)直接參與了EGFR/AKT/β-catenin信號(hào)通路的負(fù)調(diào)控[22]，從而抑制了結(jié)腸癌細(xì)胞的EMT和干細(xì)胞性[23]。抑制circ_0082835和EZH2可抑制黑素瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期水平，抑制Wnt/β- catenin，降低EMT[24]。

2.4影響細(xì)胞分化骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞是腫瘤微環(huán)境中必不可少的基質(zhì)細(xì)胞[25]，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞是起源于中胚層的成體干細(xì)胞。這些細(xì)胞具有自我更新和多向分化的潛能，可根據(jù)微環(huán)境分化為各種間充質(zhì)組織，并可遷移、定植、增殖和分化[26, 27]。可確定circ_0067680在成骨分化過程中在人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞中過表達(dá)。circ_0067680的下調(diào)抑制了人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化。此外，circ_0067680與mir-4429相互作用，調(diào)節(jié)CTNNB1的表達(dá)，編碼β-catenin的CTNNB1被mir-214靶向并促進(jìn)牙周韌帶干細(xì)胞的成骨分化[28]。Huang等[29]的研究也發(fā)現(xiàn)CTNNB1是mir-4429的靶點(diǎn)。circ_0067680下調(diào)引起的CTNNB1表達(dá)下降被mir-4429抑制所挽救，從而通過激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路參與人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化進(jìn)程。Yao等[29]同樣發(fā)現(xiàn)circ_0030167通過海綿化mir-338-5p增強(qiáng)Wif1表達(dá)，抑制Wnt8/β-catenin通路，從而抑制胰腺癌細(xì)胞的干細(xì)胞性和腫瘤進(jìn)展。

2.5參與藥物耐藥許多藥物耐藥已成為許多疾病治療過程中的一項(xiàng)難點(diǎn)，近年來circRNA在藥物耐藥中所發(fā)揮的作用或?yàn)榻鉀Q這一問題提供新的思路。Circ0003418在肝癌中不僅具有抗腫瘤作用，而且通過抑制Wnt/β-catenin通路，促進(jìn)肝癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性[30]。circRNA-SORE的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，通過作為microRNA海綿，隔離mir-103a-2-5p和mir-660-3p，從而激活Wnt/β-catenin通路，誘導(dǎo)索拉非尼耐藥[31]。Hsa_circ_0004674通過調(diào)控mir-342-3p/FBN1軸，通過Wnt/β-catenin通路促進(jìn)骨肉瘤的阿霉素耐藥[32]。

2.6參與氧化應(yīng)激反應(yīng)氧化應(yīng)激(oxidative Stress，OS)是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡的一種狀態(tài)，傾向于氧化，導(dǎo)致中性粒細(xì)胞炎性浸潤(rùn)，蛋白酶分泌增加，產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物，在多種器官損傷中發(fā)揮重要作用。Xu等[33]研究發(fā)現(xiàn)，CircAKT3通過調(diào)節(jié)mir-144-5p/Wnt/β-catenin通路和氧化應(yīng)激參與腎損傷(renal ischaemia-reperfusion，RI)的進(jìn)展。CIRC-AKT3在RI大鼠中通過海綿狀結(jié)合mir-144-5p并降低其表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡率并激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路，進(jìn)而增加了RI大鼠模型的氧化應(yīng)激水平。Zhang等[34]的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了CIRC-ITCH可通過抑制H2O2誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡來保護(hù)心肌細(xì)胞，過表達(dá)mir-17-5p可逆轉(zhuǎn)上調(diào)的CIRC-ITCH功能。通過Wnt/β-catenin信號(hào)通路上調(diào)細(xì)胞凋亡，抑制細(xì)胞活力，增加心肌細(xì)胞的損傷。

2.7影響血管形成血管形成是腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移的重要過程，Meng等[35]的研究發(fā)現(xiàn),CIRC_0082375基因敲除通過調(diào)節(jié)mir-485-5p/WNT7b軸抑制膠質(zhì)瘤生長(zhǎng)，促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化、血管生成和糖酵解，從而促進(jìn)膠質(zhì)瘤的發(fā)展。Chen等[35]的研究發(fā)現(xiàn),CIRC-GLI1通過p70S6K2依賴的Hedgehog/GLI1和Wnt/β-catenin通路上調(diào)Cyr61，從而加劇黑色素瘤的轉(zhuǎn)移和血管生成。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，circRNA調(diào)控Wnt/β-catenin信號(hào)通路在調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖，細(xì)胞凋亡，細(xì)胞侵襲、遷移、調(diào)控上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，細(xì)胞分化，藥物耐藥，氧化應(yīng)激反應(yīng)，血管形成等方面均具有強(qiáng)大作用，并且通過這些相應(yīng)的功能參與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展。circRNA所具有的的穩(wěn)定性、特異性、保守性的特征及其豐富的生物血功能很有可能會(huì)使他成為各種疾病治療的新的靶點(diǎn)，但目前對(duì)于circRNA通過調(diào)控Wnt/β-catenin信號(hào)通路及其他各種信號(hào)通路在不同疾病中作用的研究空間仍然相對(duì)較大，相信隨著研究方法的進(jìn)步及對(duì)研究的深入，circRNA對(duì)多種疾病的發(fā)生機(jī)制的揭示會(huì)逐步深入，也必將為更多疾病的診斷、治療及預(yù)防發(fā)揮重要作用。