環(huán)狀RNA在胃癌中的研究現狀*

潘勁輝，姚文霞，周新科

（廣州醫(yī)科大學附屬第五醫(yī)院，廣東 廣州 510700）

胃癌作為世界范圍普遍的癌癥之一，盡管近年來胃癌的病死率有所下降，但胃癌仍是發(fā)病率位居第4的惡性腫瘤以及癌癥相關死亡的第3 大原因[1]。雖然診斷和治療的方法不斷進步，但是胃癌早期仍很難發(fā)現，許多患者在被確診為胃癌時已是胃癌中晚期，而且預后不良，5年生存率很低[2]，因此實現早期診斷尤為重要。隨著高通量測序技術的飛速發(fā)展，越來越多環(huán)狀RNA 被發(fā)現，近年環(huán)狀RNA 也成為研究熱點[3-5]。鑒于環(huán)狀RNA 的穩(wěn)定性及血液檢測的簡便性并且研究發(fā)現環(huán)狀RNA 也存在于外泌體中[6-7]，環(huán)狀RNA 作為新型生物標志物有很大發(fā)展空間，從而在一定程度上為胃癌診斷和預后判斷提供新的思路和希望[8-10]。此外，深入研究環(huán)狀RNA 與胃癌之間的關系，有助于進一步闡明胃癌發(fā)生、發(fā)展的機制，并有望在胃癌的靶向治療方面提供新的思路[8-11]。

1 環(huán)狀RNA 的概述

環(huán)狀RNA 是一類以閉合共價環(huán)為特征，不含有5'-末端帽子結構和3'-末端poly A 尾巴的內源性非編碼RNA 分子，在各種真核生物中廣泛存在[12-13]，相比于其同源的線性RNA，環(huán)狀RNA 因其形成閉合共價環(huán)的結構特點以及無黏性末端，可抵抗RNA 酶消化作用[14-17]，具有更好的穩(wěn)定性。研究表明，環(huán)狀RNAs 并非僅僅是剪接的副產物，其具有豐富的生物學功能，可通過與microRNA 結合或與其他分子的相互作用在轉錄水平或轉錄后水平調控基因表達[18]，其中與microRNA 結合即microRNA 海綿作用，可通過自身的microRNA 結合位點與microRNA 進行高效結合，像海綿一樣吸附microRNA，進而影響microRNA對其靶標的作用。環(huán)狀RNA 對多種腫瘤（如結直腸癌、食管癌、乳腺癌、肝癌、胃癌等）[8，19-21]及多種慢性疾病（如神經系統(tǒng)疾病、心血管疾病、自身免疫疾病等）[22-23]的發(fā)生、發(fā)展具有重要作用。

2 環(huán)狀RNA 與胃癌

胃癌是常見的消化道惡性腫瘤，很多長鏈非編碼RNA 已被研究證實參與到胃癌的發(fā)生、發(fā)展過程中[24]。作為一種新的內源性RNA，環(huán)狀RNA 參與了包括胃癌在內的多種疾病的過程。目前研究中，胃癌中相關環(huán)狀RNA 見附表。

2.1 環(huán)狀RNA 在胃癌組織及對應的正常組織中的表達情況

2015年和2017年，LI 等利用數據庫關注到了胃癌相關的環(huán)狀RNA hsa_circ_002059[25]、hsa_circ_0000096[26]和hsa_circ_0001895[27]在胃癌組織中是低表達，然后分別對101 對胃癌組織和對應的癌旁正常組織進行實時熒光定量聚合酶鏈式反應（qRT-PCR）擴增，驗證hsa_circ_002059 和hsa_circ_0000096 在胃癌組織中表達降低，同時通過對5 個胃癌細胞系與257 個組織樣品的擴增，驗證hsa_circ_0001895 在胃癌組織中表達降低。2017年CHEN 等[28]又通過基因芯片篩選到hsa_circ_0000190，經過對103 對胃癌組織和對應的癌旁正常組織進行驗證，證明hsa_circ_0000190在胃癌組織中的表達降低，同年SHAO 等[29]又通過基因芯片篩選308 個在胃癌組織與對應的正常癌旁組織中具有差異性表達的環(huán)狀RNA，其中有201 個環(huán)狀RNA 在胃癌組織中表達下調，并且挑選下調程度處于中間水平的hsa_circ_0014717 作進一步的研究，通過96 對胃癌與正常組織的配對樣品的驗證，證明hsa_circ_0014717 在胃癌組織確實表達下調。2017年，LI 等[30]通對胃癌組織與對應的正常癌旁組織配對樣品的檢測，發(fā)現hsa_circ_00001649 在胃癌組織中的表達降低。ZHANG 等[31]研究的circLARP4 在胃癌細胞系中表達下調，然后利用熒光雜交的方法評估circLARP4 在胃癌組織跟配對癌旁正常組織的表達水平，證實circLARP4 在胃癌組織中表達下調；LU 等[32]通過數據庫篩選到hsa_circ_0006633，經過96 對配對組織的檢測，發(fā)現79.2%（76/96）胃癌組織中hsa_circ_ 0006633 是表達下調。有趣的是，該下調的環(huán)狀RNA的表達水平與一些重要的臨床病理特征的聯(lián)系卻不盡相同，hsa_circ_002059、hsa_circ_0000096、hsa_circ_ 0000190 的表達水平都與臨床TNM 分期有關，而hsa_circ_0014717 的表達水平與腫瘤分期和遠處轉移有關，hsa_circ_00001649 的表達水平與病理分化水平有關，circLARP4 的表達水平與病理分期有關，hsa_circ_0006633 的表達水平與遠處轉移有關。

表1 與胃癌相關環(huán)狀RNA

CHEN 等[17]發(fā)現circPVT1 在其收集的大部分（67%）胃癌組織樣品中是上調的。此外，除表1中顯示的被研究的胃癌相關環(huán)狀RNA 外，FANG 等通過基因芯片發(fā)現胃癌組織中有141 個環(huán)狀RNA 表達上調，有165 個環(huán)狀RNA 表達下調，其中hsa_circ_0058246表達水平在臨床結果不良的患者中上升更明顯[33]。SUI 等[34]通過基因芯片技術發(fā)現在胃癌組織中214 個環(huán)狀RNA 上調，253 個環(huán)狀RNA 下調。

GUO 等通過基因芯片篩選的308 個在胃癌組織與對應的正常癌旁組織中具有差異性表達的環(huán)狀RNA中，其中107個環(huán)狀RNA在胃癌組織中表達上調，有201 個環(huán)狀RNA 在胃癌組織中表達下調[29]。環(huán)狀RNA circPVT1 的表達水平與臨床腫瘤分期有關，而hsa_circ_0058246 的表達水平在不同TNM 分期組間以及不同的腫瘤分期組間無差異，而只在淋巴結侵犯多于16 個組與少于16 個組之間有差異。

通過本研究表明，很多環(huán)狀RNA 在胃癌組織與對應的正常癌旁組織中表達有差異性，但是該差異性表達的環(huán)狀RNA 在胃癌組織中的表達水平變化趨勢是不同，既有表現為上調的亦有表現為下調，而且與臨床病理特征的聯(lián)系也是不盡相同。就目前該環(huán)狀RNA 與胃癌的研究可以看到，在胃癌組織與對應的正常癌旁組織中具有差異性表達的環(huán)狀RNA 中，表現為下調的環(huán)狀RNA 數量多于表現為上調的環(huán)狀RNA，而上調組和下調組之間的數量差異是否有統(tǒng)計學意義則需要更多深入的研究。此外，環(huán)狀RNA 除了在胃癌組織與對應的癌旁正常組織中出現差異性表達外，LI 等[30]發(fā)現，胃癌患者血清中，低表達的環(huán)狀RNA hsa_circ_00001649 在術后的表達水平高于術前；CHEN 等[28]研究hsa_circ_0000190 發(fā)現，其在胃癌患者血清中的表達水平較正常人低，而研究的hsa_circ_0006633 在胃癌患者血清中的表達水平卻比正常人血清中的表達水平增高[32]。

2.2 環(huán)狀RNA 在胃癌發(fā)生、發(fā)展中的作用機制

越來越多的研究表明，環(huán)狀RNA 在轉錄及轉錄后水平調控基因的表達，在目前的胃癌相關環(huán)狀RNA中，其可能涉及的作用機制可見表1。其中被研究和闡述最多的就是作為microRNA 海綿，即circRNA 通過多個結合位點結合mircoRNA，影響其活性，從而調控mircoRNA 靶基因的表達水平，進而影響細胞的的增殖、侵襲和遷移。環(huán)狀RNA circPVT1 在胃癌組織中高表達，進一步研究表明，circPVT1 通過結合miR-125，使miR-125 與靶基因E2F2 結合受到抑制，從而上調E2F2的表達水平以及通過結合let-7b 促進c-Myc的表達，從而促進細胞的增殖[17]。還有研究顯示，環(huán)狀circLARP4 在胃癌組織中下調表達，并且與病理分期有關，這直接影響胃癌患者診斷后生存率。研究表明，circLARP4 通過結合miR-424，抑制miR-424 對其靶基因LATS1 的作用而使LATS1 表達上調，從而使胃癌細胞的增殖、侵襲受到抑制[31]。

另外有一些環(huán)狀RNA 則可能作用于某些基因，調控其蛋白的的表達。LI 等研究發(fā)現，hsa_circ_0000096 在胃癌組織中低表達，且與患者TNM 分期相關，敲低了hsa_circ_0000096 后，調控細胞周期相關蛋白cyclin D1 與CDK6 表達減少，誘導G0/G1期細胞周期阻滯，細胞增殖受到抑制，同時遷移相關蛋白MMP-2 與MMP-9 的表達也出現下調，細胞遷移也受到抑制。因此說明hsa_circ_0000096 可通過作用于相關基因，調控細胞周期和遷移相關蛋白的表達，從而影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[26]。

除通過上述的方式發(fā)揮作用外，環(huán)狀RNA 在胃癌中的作用肯定更多樣，在轉錄前或轉錄后甚至翻譯中調控胃癌相關基因和蛋白的表達，從而影響胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲。但是，目前關于環(huán)狀RNA與胃癌的作用機制的研究較少，其上下游的信號通絡網絡也較復雜，因此想要明確詳細的機制和信號通路，則需要更多深入的研究。

2.3 環(huán)狀RNA 作為胃癌診斷和預后的新型標志物的潛能

近年來，隨著對環(huán)狀RNA 的研究熱度不斷增加，已證明了環(huán)狀RNA 與多種疾病相關，尤其是腫瘤。雖然目前對環(huán)狀RNA 與胃癌相關性的研究不多，但也可以看出環(huán)狀RNA 作為胃癌診斷與預后的一種新型標志物的潛能。2015年，LI 等為評估hsa_circ_002059 對胃癌的診斷價值，通過對101 對臨床胃癌患者的組織樣品進行分析，構建出ROC 曲線，其曲線下區(qū)域（AUC）為0.73、敏感性為81%、特異性為62%，得出hsa_circ_002059 有望成為胃癌診斷的新型標志物的結論[25]。2017年，GUO 等分別在研究hsa_circ_0000096、hsa_circ_0001895、hsa_circ_0000190和hsa_circ_0006633 時構建ROC 曲線，AUC 分別為0.82、0.792、0.75 和0.741[26-28，32]以及LI 等也對研究的hsa_circ_00001649 構建出ROC 曲線，AUC 為0.834，筆者得出環(huán)狀RNA 具有成為胃癌新型標志物的潛能的結論[30]。

而環(huán)狀RNA 在作為胃癌預后判斷標志物時就顯得復雜，通常情況下，高表達的非編碼RNA 在癌癥中可能扮演類似癌基因的角色，而低表達的非編碼RNA 可能發(fā)揮抑癌基因的作用[26]。ZHANG 等[31]研究的circLARP4 在胃癌細胞系及胃癌組織中是表達下調的，其circLARP4 高表達組的患者較低表達組生存率更高。然而，ZHANG 等[35]研究的低表達環(huán)狀RNA中，其低表達組的生存率卻比較高表達組的生存率高，還有LI 等研究發(fā)現，在胃癌組織中低表達的Hsa_circ_0000096 經過敲低后，通過細胞增殖實驗發(fā)現細胞增殖卻受到抑制[26]。CHEN 等研究的circPVT1 在大部分胃癌組織中高表達，但通過分組構建出生存曲線發(fā)現，高表達組的生存率卻比低表達組的高[17]。此外，通過將環(huán)狀RNA circPVT1 的表達水平與相關的重要臨床病理特征（如分化程度、TNM 分期等）聯(lián)合成一個預測指標以及多種環(huán)狀RNA 的表達水平聯(lián)合成一個預測指標時，可達到更好的預后評估效果。通過這些研究，筆者發(fā)現不同的環(huán)狀RNA 在胃癌中高表達或低表達的情況對胃癌預后的預測不同，會出現截然不同的情況，并不能一概而論，人體是一個復雜的整體，即使不同的環(huán)狀RNA 對細胞的作用表現類似，但是在人體內環(huán)境中有大量不同的環(huán)狀RNA 分子以及各種小分子，它們相互作用構成復雜的信號網絡，因此會產生與推論不一致的情況。

目前在胃癌的血清學診斷中尚未發(fā)現特異的腫瘤標志物，而經典的胃癌輔助診斷標志物有癌胚抗 原（carcino embryonic antigen,CEA）、 糖 抗 原199 （carbohydrate antigen 199,CA199）、 糖 抗 原724（carbohydrate antigen 724,CA724），3 項腫瘤標志物對胃癌診斷的敏感性和特異性都較低[36-37]，而且在胃癌早期中大多不升高[38]。環(huán)狀RNA 因其自身的環(huán)狀結構，沒有游離末端，穩(wěn)定性較好。同時，相比于傳統(tǒng)的胃癌診斷輔助標志物，環(huán)狀RNA 的分布具有組織特異性，而且通過目前研究構建的ROC 曲線可以看到，環(huán)狀RNA 作為診斷標志物的敏感性比傳統(tǒng)的CEA、CA199、CA724 等都要高。因此，雖然目前環(huán)狀RNA 在胃癌中的作用機制雖然目前還不完全明確，但是環(huán)狀RNA 作為胃癌診斷和預后的一種新型標志物的潛能是肯定的。

3 結語

環(huán)狀RNA 是廣泛的、穩(wěn)定的、獨特的一類非編碼RNA，具有多樣的生物學功能。關于環(huán)狀RNA 與胃癌相關的功能機制仍有很多未知的地方，需要不斷的深入研究，不過從目前研究發(fā)現，環(huán)狀RNA 在胃癌組織的差異性表達以及在血漿中也呈現出類似的差異性表達的情況，讓大家看到環(huán)狀RNA 作為胃癌診斷的新型標志物的希望。也有研究發(fā)現，某些環(huán)狀RNA 在胃炎組織中比胃癌組織中下調表達程度更明顯[32]，期待通過更多的深入研究，環(huán)狀RNA 能成為更早期、更簡便的診斷策略。此外，從環(huán)狀RNA 表達來預測患者預后的結果顯示，雖然環(huán)狀RNA 表達水平高低對患者預后的估計出現差異，但這或許只是與未能完全探究清楚環(huán)狀RNA 對患者整體的作用機制而引起。相信通過不斷的深入研究，環(huán)狀RNA 將會成為一種成熟可靠的診斷和預后估計的新型標志物[8-9，39-40]。