膠質(zhì)母細(xì)胞瘤相關(guān)circRNA的研究進(jìn)展

沈仁波，李英夫，何偉明，王浩巖

1佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江佳木斯154000；2內(nèi)蒙古民族大學(xué)附屬醫(yī)院

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）在成人原發(fā)性腦腫瘤中的發(fā)病率及惡性程度最高，患者的生存周期只有12～15 個(gè)月［1］，臨床亟需尋找及開(kāi)發(fā)新的診斷和治療策略。環(huán)狀RNA（circRNA）是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一類新的內(nèi)源性非編碼RNA，具有單鏈共價(jià)閉合環(huán)狀性質(zhì)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，其表達(dá)具有組織特異性［2］，大多數(shù)circRNA 對(duì)限制性核酸內(nèi)切酶具有抗性［3］。circRNA主要位于細(xì)胞質(zhì)中，通過(guò)充當(dāng)microRNA或蛋白質(zhì)抑制劑（海綿）、調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能或自身翻譯而發(fā)揮重要的生物學(xué)功能［4］。研究顯示，在進(jìn)展性喉癌［5］、結(jié)直腸癌［6］、肝細(xì)胞癌［7］、膀胱尿路上皮癌和腎透明細(xì)胞癌［8］、膀胱癌［9］、胃癌［10］組織中均存在差異表達(dá)circRNA。ZHU 等［11］在 GBM 組織中發(fā)現(xiàn)了 1 411 個(gè)差異表達(dá)circRNA，與下調(diào)circRNA 相關(guān)的富集通路有70 條，其中最重要的富集通路是神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子信號(hào)通路。本研究將與GBM 相關(guān)的circRNA 進(jìn)行總結(jié)，并分析其在GBM 中的相關(guān)作用，旨在為GBM 的診斷、治療和預(yù)后判斷提供參考。

1 表達(dá)上調(diào)circRNA

1.1 circMMP9 circMMP9 由 MMP9 的 第 12 和 13外顯子形成，分子量為328 bp。與正常腦組織相比，circMMP9 在GBM 組織中的表達(dá)水平顯著升高；過(guò)表達(dá)circMMP9 能顯著促進(jìn)GBM 細(xì)胞增殖，沉默cir?cMMP9可顯著抑制GBM細(xì)胞增殖。研究顯示，真核起始因子4A3（eIF4A3）誘導(dǎo)了circMMP9 的環(huán)化，從而增加了 circMMP9 表達(dá)；circMMP9 作為 miR-124 的海綿，通過(guò)調(diào)控miR-124 的表達(dá)而作用于CDK4 和AURKA 靶基因，從而參與GBM 細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移［12］。

1.2 circFOXO3 circFOXO3 在 GBM 組 織 中 的 表達(dá)明顯高于正常腦組織，可以促進(jìn)GBM 細(xì)胞的增殖和侵襲。circFOXO3 通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性RNA（ceRNA）的作用靶點(diǎn)而黏附miR-138-5p 和miR-432-5p，增加活化 T 細(xì)胞核因子 5（NFAT5）表達(dá)，而 NFAT5 可被miR-138-5p 和miR-432-5p 直接靶向，從而發(fā)揮促腫瘤活性。研究顯示，人體內(nèi)circFOXO3 表達(dá)較低的GBM細(xì)胞可發(fā)展成侵襲性較弱的腫瘤，在GBM細(xì)胞中miR-138-5p/miR-432-5p 抑制劑可以逆轉(zhuǎn)cir?cFOXO3下調(diào)對(duì)NFAT5表達(dá)的影響［13］。

1.3 circ0001801 circ0001801 主要在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，作為 miR-628-5p 的海綿，circ0001801 沉默后miR-628-5p 表達(dá)增強(qiáng)，而miR-628-5p 過(guò)表達(dá)可抑制GBM 細(xì)胞的遷移和侵襲；抑制miR-628-5p 可以使沉默的circ0001801 活性恢復(fù)，導(dǎo)致其對(duì)GBM 發(fā)生與進(jìn)展過(guò)程的抑制作用減弱。另外還有研究發(fā)現(xiàn)，circ0001801 可通過(guò)黏附miR-628-5p 和改變HMGB3表達(dá)來(lái)調(diào)控GBM 細(xì)胞的增殖，并通過(guò)抑制GBM 細(xì)胞miR-628-5p 表達(dá)、增加HMGB3 表達(dá)，而促進(jìn)GBM細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和轉(zhuǎn)化［14］。

1.4 circPVT1 circPVT1 在GBM 組織中高表達(dá)，circPVT1 可 通 過(guò)下調(diào) miR-199a-5p 而對(duì) YAP1 和PI3K/AKT 通路發(fā)揮激活作用；沉默circPVT1 可通過(guò)上調(diào) miR-199a-5p 而抑制 YAP1 和 PI3K/AKT 通路，且沉默的circPVT1 可抑制EGF 誘導(dǎo)的細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化［15］。circPVT1 在體外對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞（U539、U251 細(xì)胞）均具有保護(hù)作用，沉默circPVT1 可通過(guò)促進(jìn) miR-199a-5p 表達(dá)，而降低 U539、U251 細(xì)胞的增殖和遷移能力，抑制EGF 誘導(dǎo)的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而加速細(xì)胞凋亡。

1.5 circ0043278 與人類正常星形膠質(zhì)細(xì)胞相比，circ0043278 在 GBM 細(xì)胞系中呈高表達(dá)。circ0043278 作為 miR-638 的海綿，可上調(diào) HOXA9 表達(dá) ，從 而 激 活 Wnt/β -catenin 信 號(hào) 通 路［16］。circ0043278 沉默可顯著降低 HOXA9、c-Myc、Cyclin D1 和 β-catenin 蛋白表達(dá)，此過(guò)程可以被 miR-638 逆轉(zhuǎn)。另外，敲除circ0043278 可顯著抑制體外GBM細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和體內(nèi)腫瘤發(fā)生，表明circ0043278在GBM的發(fā)生中發(fā)揮腫瘤促進(jìn)作用。

1.6 circASAP1 circASAP1主要分布在細(xì)胞質(zhì)中，circASAP1在復(fù)發(fā)性GBM 組織和替莫唑胺耐藥細(xì)胞株中的表達(dá)顯著上調(diào)。過(guò)表達(dá)circASAP1 可促進(jìn)GBM 細(xì)胞增殖和替莫唑胺耐藥，下調(diào)circASAP1 可降低GBM 細(xì)胞耐藥；在替莫唑胺處理后，circASAP1在替莫唑胺耐藥的GBM 細(xì)胞和組織中高表達(dá)。EIF4A3 通過(guò)與circASAP1 下游側(cè)翼序列結(jié)合，可提高 circASAP1 表達(dá)，而 circASAP1 作為 miR-502-5p 的分子海綿，可促進(jìn)NRAS 基因表達(dá)；另外，miR-502-5p 可顯著抑制 GBM 細(xì)胞增殖，circASAP1 下調(diào)可以有效恢復(fù)替莫唑胺耐藥異種移植小鼠對(duì)替莫唑胺治療的敏感性［17］。

1.7 circ0029426 與正常細(xì)胞相比，circ0029426在GBM 細(xì)胞系中的表達(dá)明顯上調(diào)。qRT-PCR 檢測(cè)和雙熒光素酶基因報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，circ0029426只對(duì)miR-197 發(fā)揮調(diào)控作用，是miR-197 的海綿，但是該研究并沒(méi)有對(duì)miR-197 調(diào)控的潛在下游靶點(diǎn)進(jìn)行探討［18］。目前 circ0029426 在 GBM 中發(fā)揮的致癌活性取決于其對(duì)miR-197的抑制作用，而miR-197在一些惡性腫瘤中被證實(shí)是一種抑癌miRNA。circ0029426 表達(dá)水平與GBM 患者的總生存率呈負(fù)相關(guān)，因此circ0029426 可能作為GBM 患者預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子［18］。

1.8 circ0067934 circ0067934在GBM 組織和細(xì)胞中的表達(dá)水平均顯著升高，并可通過(guò)激活PI3K/AKT 信號(hào)通路來(lái)調(diào)控細(xì)胞增殖、侵襲［19］。抑制circ0067934 表達(dá)后，GBM 細(xì)胞 N-cadherin、vimentin蛋白表達(dá)均明顯降低，表明沉默circ0067934 可降低細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，同時(shí)GBM 細(xì)胞增殖、侵襲能力降低，細(xì)胞凋亡增加［19］。另外，circ0067934 表達(dá)較高的患者總生存期較短，可以用于預(yù)測(cè)患者預(yù)后。

1.9 circ0074027 在 GBM 細(xì) 胞 中 circ0074027 表達(dá)升高，circ0074027 在細(xì)胞中的異位表達(dá)可促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并減少細(xì)胞凋亡。circ0074027作為miR-518a-5p 的海綿，可下調(diào)GBM 組織或細(xì)胞中的miR-518a-5p 表達(dá)，并上調(diào)IL17RD 表達(dá)；而IL17RD 表達(dá)升高可促進(jìn) GBM 進(jìn)展，circ0074027 通過(guò)調(diào)控miR-518a-5p/IL17RD 信號(hào)通路在GBM 的發(fā)生中發(fā)揮作用［19］。另外，circ0074027 上調(diào)水平與GBM 患者的臨床病理參數(shù)有關(guān)，提示circ0074027在GBM發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮促癌因子作用。

2 表達(dá)下調(diào)circRNA

2.1 circAKT3 circAKT3 是新發(fā)現(xiàn)的 AKT3 轉(zhuǎn)錄變異體，由AKT3 基因的第3 外顯子到第7 外顯子產(chǎn)生，全長(zhǎng)524 nt，編碼AKT3-174aa。與正常腦組織相比，GBM 組織中circAKT3、AKT3-174aa表達(dá)均降低，導(dǎo)致PDK1 磷酸化并激活A(yù)KT 的thri-308，最后mTOR 依次磷酸化 seri-473 位點(diǎn)，充分激活 AKT［20］。恢復(fù)AKT3-174aa 表達(dá)可抑制體內(nèi)外GBM 細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，因此AKT3-174aa可作為PI3K/AKT信號(hào)通路的一種新型負(fù)調(diào)控因子［21］。

2.2 circ0001946 circ0001946可通過(guò)circ0001946/miR-671-5p/CDR1信號(hào)軸參與調(diào)節(jié)GBM的進(jìn)展，過(guò)表達(dá)的circ0001946可抑制miR-671-5p表達(dá)，從而抑制GBM 細(xì)胞增殖、遷移和侵襲［22］。circ0001946 可通過(guò)靶向 miR-671-5p 促進(jìn) CDR1 表達(dá)、減少 GBM 細(xì)胞轉(zhuǎn)移，同時(shí)可以抑制增殖細(xì)胞抗原Ki67 表達(dá)，具有降低腫瘤惡性程度及改善患者預(yù)后的潛在作用。

2.3 circSMARCA5 circSMARCA5 是一種由269個(gè)核苷酸組成的circRNA，在人腦中高度富集。circ?SMARCA5 在GBM 細(xì)胞中的表達(dá)降低，可抑制GBM細(xì)胞遷移，但不會(huì)改變其增殖能力；circSMARCA5可能通過(guò)破壞GBM 細(xì)胞的剪接，特別是通過(guò)調(diào)節(jié)絲氨酸和精氨酸豐富剪接因子1（SRSF1）并作為SRSF1 的海綿，參與負(fù)向調(diào)節(jié) GBM 細(xì)胞的遷移［23］。研究顯示，circSMARCA5 可以與SRSF1 產(chǎn)生相互結(jié)合作用，導(dǎo)致血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A（VEGFA）前mRNA 剪接產(chǎn)生的促血管生成亞型和抗血管生成亞型比例發(fā)生變化，是一種極有研究前途的抗血管生成分子［24］。

2.4 circCDR1as circCDR1as 可以通過(guò)一種獨(dú)立于miRNA 海綿的機(jī)制而阻止p53 蛋白泛素化，從而穩(wěn)定p53 蛋白表達(dá)。circCDR1as 通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制直接與p53 的DBD 結(jié)構(gòu)域相互作用，從而破壞p53/MDM2復(fù)合物形成。circCDR1as可在DNA損傷誘導(dǎo)下保留p53功能，從而保護(hù)細(xì)胞免受DNA損傷。值得注意的是，circCDR1as在體內(nèi)和體外均可抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，但對(duì)p53 缺失或突變的細(xì)胞影響不大［25］。circCDR1as 表達(dá)隨著GBM 分級(jí)的升高而降低，并可作為GBM患者總生存時(shí)間的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。

綜上所述，circRNA 是GBM 發(fā)生的重要調(diào)控因子，可作為內(nèi)源性RNA 或miRNA 海綿競(jìng)爭(zhēng)性抑制miRNA，從而改變靶基因表達(dá)并參與GBM 的發(fā)生發(fā)展。雖然circRNA 在GBM 發(fā)生和預(yù)后中的確切作用尚不清楚，但推測(cè)circRNA 的異常表達(dá)及其在腫瘤中的偏態(tài)分布可能是普遍現(xiàn)象，不同的circRNA在GBM 細(xì)胞和組織中表達(dá)上調(diào)或下調(diào)，通過(guò)不同的作用機(jī)制發(fā)揮作用。