環(huán)狀RNA與卵巢癌的研究進(jìn)展

張雨雪 張夢(mèng)思 張凌焱

1 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院，浙江省杭州市 310000； 2 溫州醫(yī)科大學(xué)定理臨床學(xué)院(溫州市中心醫(yī)院)

卵巢癌是婦科常見的惡性腫瘤之一，起病隱匿，無明顯早期癥狀。由于有效早期診斷技術(shù)的缺乏，患者發(fā)現(xiàn)時(shí)多屬晚期，5年生存率<30%，在婦科惡性腫瘤中病死率排于首位[1]。卵巢癌的標(biāo)準(zhǔn)治療方法是手術(shù)，包括根治性切除或腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)，以及手術(shù)后應(yīng)用鉑類化療藥物，但是腫瘤對(duì)藥物治療會(huì)產(chǎn)生耐藥性，且卵巢癌容易復(fù)發(fā)，故卵巢癌生存率低[2]。因此，迫切需要早期診斷卵巢癌的新確診手段及治療方法。故近幾年對(duì)卵巢癌發(fā)生機(jī)制、發(fā)展的研究不斷深入，進(jìn)一步了解了卵巢癌發(fā)生發(fā)展的傳導(dǎo)通路以及卵巢癌的分子生物學(xué)機(jī)制，有利于新靶向藥物的發(fā)明，對(duì)提高患者5年生存率至關(guān)重要。

1 環(huán)狀RNA

1.1 環(huán)狀RNA的來源 早在1976年科研工作者于類病毒中首次發(fā)現(xiàn)環(huán)狀RNA (Circular RNA, circRNA), 因當(dāng)時(shí)知識(shí)及檢測(cè)技術(shù)的局限，不能對(duì)其進(jìn)行充分而翔實(shí)的研究，因此被認(rèn)為是外顯子轉(zhuǎn)錄發(fā)生錯(cuò)誤剪切而形成的產(chǎn)物。由于生物信息學(xué)的進(jìn)步及新一代測(cè)序技術(shù)的發(fā)明, 陸續(xù)發(fā)現(xiàn)大量環(huán)狀RNA存在于在真核生物及病毒體內(nèi)，大家逐漸認(rèn)識(shí)環(huán)狀RNA的作用[3]。各種研究顯示大多數(shù)真核生物的環(huán)狀RNA產(chǎn)生于可變剪接, 而且有一些特殊的生物學(xué)功能。目前提出環(huán)狀RNA的形成機(jī)制主要有3種：(1)內(nèi)含子配對(duì)驅(qū)動(dòng)環(huán)化：內(nèi)含子區(qū)域的反向互補(bǔ)序列使得內(nèi)含子區(qū)域配對(duì)，同時(shí)介導(dǎo)反向剪接從而形成環(huán)狀RNA；(2)套索驅(qū)動(dòng)環(huán)化：信使RNA前體(pre-mRNA)在轉(zhuǎn)錄過程中由于RNA發(fā)生部分折疊，拉近原本非相鄰的外顯子，從而發(fā)生外顯子跳躍，使得被跨越的區(qū)域形成環(huán)行RNA中間體，進(jìn)一步通過套索剪接形成外顯子構(gòu)成的環(huán)形RNA；(3)RNA結(jié)合蛋白[4]：環(huán)狀RNA大量存在于細(xì)胞質(zhì)中，由于環(huán)狀RNA的套索結(jié)構(gòu)，使其可逃脫核酸外切酶的剪切，從而穩(wěn)定地存在于細(xì)胞內(nèi)[5]。

1.2 環(huán)狀RNA的基本特性 環(huán)狀RNA廣泛存在于真核生物細(xì)胞質(zhì)中，少數(shù)存在于真核生物細(xì)胞核中，且種類繁多，主要由外顯子構(gòu)成，少部分由內(nèi)含子環(huán)化形成，是一種環(huán)狀閉合結(jié)構(gòu)的RNA分子[6]，是一種特殊類型的非編碼RNA。這種特殊類型的環(huán)狀閉合結(jié)構(gòu)使核酸外切酶對(duì)其難以進(jìn)行降解，故相比于線性RNA，其更具有穩(wěn)定性及保守性[7]。同一生物不同部位的環(huán)狀RNA即使在同一發(fā)育階段其含量及類型是不相同的，均表現(xiàn)出表達(dá)的差異性，使其在同一生物中具有組織及時(shí)空差異性，且環(huán)狀RNA在不同組織中表達(dá)也存在明顯差異性，使其存在疾病異質(zhì)性[8]。環(huán)狀RNA參與了各種生命體的生長發(fā)育，尤其在調(diào)節(jié)生命體規(guī)定的活動(dòng)中表現(xiàn)出重要功能。環(huán)狀RNA的特性使其應(yīng)用于臨床開發(fā)研究多種疾病，尤其是惡性腫瘤，如腫瘤篩選標(biāo)志物、預(yù)后判斷、手術(shù)等治療效果的監(jiān)測(cè)，同時(shí)也可以作為治療靶點(diǎn)的研究, 在腫瘤診斷、治療、預(yù)后方面前景遠(yuǎn)大。

1.3 環(huán)狀RNA的功能 近期研究表明，環(huán)狀RNA可作為“sponge”海綿吸微小RNA(miRNA)，競爭性結(jié)合并封閉miRNA，抑制mRNA翻譯，促進(jìn)其靶基因表達(dá)，參與生物學(xué)過程調(diào)控[9]，這是其最重要的功能之一。Liuping Bao等研究circ-ITCA在卵巢癌中的作用及機(jī)制，發(fā)現(xiàn)circ-ITCA表達(dá)的降低與卵巢癌患者預(yù)后不良相關(guān)。他們發(fā)現(xiàn)在卵巢癌組織和細(xì)胞中circ-ITCA和mir-145呈負(fù)相關(guān)，circ-THC起著內(nèi)源性RNA(ceRNA)到海綿mir-145的作用，增加了RASA1水平，通過CIRCH-ITCH-MIR-145-RASA1軸抑制卵巢癌細(xì)胞的惡性進(jìn)展[10]。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)狀RNA還存在其他功能，如可通過堿基互補(bǔ)配對(duì)直接調(diào)控其他RNA水平。環(huán)狀RNA能與蛋白質(zhì)結(jié)合，抑制蛋白質(zhì)活性、募集蛋白質(zhì)復(fù)合體的組合或調(diào)控蛋白質(zhì)活性等。環(huán)形RNA除了可以在RNA水平發(fā)揮功能，更有報(bào)道表明其可作為翻譯的模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成[11]。綜上所述，可見環(huán)狀RNA在一系列疾病的發(fā)生、發(fā)展信號(hào)通路傳導(dǎo)中起重要作用。最新研究還表明，環(huán)狀RNA可能參與了癌癥的發(fā)展與進(jìn)展[12]。

2 環(huán)狀RNA與卵巢癌

2.1 環(huán)狀RNA參與卵巢癌的生物學(xué)調(diào)控 迄今，環(huán)狀RNA與卵巢癌的細(xì)胞、組織間的生物學(xué)關(guān)系仍須進(jìn)一步研究證實(shí)，根據(jù)國內(nèi)及國外大量文獻(xiàn)及實(shí)驗(yàn)表明環(huán)狀RNA可能作為miRNA海綿參與卵巢癌的生物學(xué)調(diào)控。RASA1是RAS-GAP家族的一員，據(jù)報(bào)道參與了各種過程，包括抑制腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，抑制腫瘤組織血管生成等多個(gè)方面抑制腫瘤的發(fā)生與發(fā)展[13]。研究發(fā)現(xiàn)卵巢癌組織和細(xì)胞中circ-ITCA和mir-145呈負(fù)相關(guān)[10]，circ-ITCA通過相應(yīng)位點(diǎn)與 mir-145結(jié)合，競爭內(nèi)源性ceRNA，削弱其抑制RSA p21蛋白活化子(RASA1)表達(dá)的作用，增加RASA1體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的海綿作用，阻斷下游Wnt/b-catenin信號(hào)傳導(dǎo)[14]，通過導(dǎo)致RAF-MEK-ERK和PI3K-Akt途徑產(chǎn)生異常的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)，從而導(dǎo)致細(xì)胞失調(diào)[15]。Jing等選取接受手術(shù)切除的20名卵巢癌患者的卵巢癌組織及正常鄰近周圍組織，對(duì)組織進(jìn)行分型，發(fā)現(xiàn)與配對(duì)的正常組織相比，circ-ITCA在癌組織中明顯下調(diào)，提出了RASA1沉默對(duì)體外和體內(nèi)circ-ITCA的過度表達(dá)對(duì)卵巢癌細(xì)胞的腫瘤起促進(jìn)作用[16]。Liuping Bao 等發(fā)現(xiàn)與癌周組織相比，腫瘤組織樣本中VPS13C-has-circ-001567表達(dá)顯著增加[17]。腫瘤組織中VPS13c-has-circ-001567的表達(dá)高水平與腫瘤轉(zhuǎn)移階段和淋巴轉(zhuǎn)移相關(guān)[18]。這些結(jié)果表明，環(huán)狀RNA(VPS13C-has-circ-001567、RAD50-has-circ-00718、SPECC1-has-circ-000013)通過調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的生物學(xué)行為參與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展等。

2.2 環(huán)狀RNA可作為卵巢癌的腫瘤標(biāo)志物 由于缺乏早期卵巢癌篩查的有效手段，使得75%的患者發(fā)現(xiàn)即為晚期。卵巢癌的一項(xiàng)標(biāo)志性特征即為血管內(nèi)皮生長因子(VEGR)高表達(dá)[19]。 Qian-hui Li等使用定量逆轉(zhuǎn)錄(qRT)-PCR，發(fā)現(xiàn)circ-CSPP1在卵巢癌組織中高度表達(dá)，miR-1236-3p是circ-CSPP1的靶點(diǎn)[6]。circ-CSPP1沉默增加了miR-1236-3p的表達(dá)，circ-CSPP1過表達(dá)降低了miR-1236-3p表達(dá)。circ-CSPP1沉默也導(dǎo)致血管內(nèi)皮生長因子A(VEGFA)的表達(dá)下降，將miR-1236-3p導(dǎo)入circ-CSPP1過度表達(dá)的卵巢癌細(xì)胞后，腫瘤促進(jìn)作用被抑制。由此可見，環(huán)狀RNA可以充當(dāng)卵巢癌的新型腫瘤標(biāo)志物，也可能是卵巢癌靶向治療策略的新方法。

2.3 環(huán)狀RNA可作為卵巢癌靶向治療的新靶點(diǎn) 目前卵巢癌的治療基本以手術(shù)及以術(shù)后應(yīng)用鉑類藥物為基礎(chǔ)的化療，雖然目前手術(shù)水平、技巧的不斷改進(jìn)，化療方案不斷改良，但是卵巢癌的5年生存率仍提升緩慢。在美國這樣的發(fā)達(dá)國家,卵巢癌的5年生存率僅達(dá)到了47%，我國近期5年生存率僅達(dá)41.8%[20]。雖然新的卵巢癌分子靶向藥物，如抗血管生成藥物的應(yīng)用、多腺苷二磷酸核糖聚合酶(Polyadenosine diphosphate ribose polymerase,PARP)抑制劑等的出現(xiàn)，如與化療藥物聯(lián)用或作為維持治療，改善了卵巢癌患者的生存，但是卵巢癌的5年生存率仍提升緩慢，新的卵巢癌靶向藥物迫切地需要出現(xiàn)。環(huán)狀RNA可作為“sponge”海綿吸miRNA，抑制其靶基因表達(dá)，有更多的MRE結(jié)合位點(diǎn)，與常規(guī)線性miRNA相比，表現(xiàn)為不僅更穩(wěn)定，而且作用更持久，比常規(guī)miRNA更加有效[21]。但需進(jìn)一步研究環(huán)狀RNA其他功能，積極將實(shí)驗(yàn)成果向臨床轉(zhuǎn)化，環(huán)狀RNA可作為卵巢癌靶向治療的新靶點(diǎn)。

3 小結(jié)與展望

環(huán)狀RNA是轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究熱點(diǎn)之一，環(huán)狀RNA具有豐富、穩(wěn)定的特性以及表達(dá)特異性[22]，使其具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。但是，環(huán)狀RNA在卵巢癌中有各種表達(dá)模式，包括子發(fā)生和發(fā)展過程中的作用仍不清楚。進(jìn)一步研究環(huán)狀RNA的功能及其在惡性腫瘤中的作用可能為設(shè)計(jì)新的藥物治療卵巢癌提供依據(jù)。