CircRNAs在骨關(guān)節(jié)炎中的研究進展

歐陽靖，鄺翠淋，戚澤濤，徐叢叢，吳龍火，李林福，張 蕊

（1.贛南醫(yī)學院2020級碩士研究生；2.贛南醫(yī)學院2018級制藥工程專業(yè)本科生；3.贛南醫(yī)學院2019級制藥工程專業(yè)本科生；4.贛南醫(yī)學院藥學院，江西 贛州 341000）

環(huán)狀RNA（Circular RNAs，circRNAs）是一類存在于真核生物的非編碼RNA，與常見的典型線性RNA 不同，它們形成一個共價閉合的連續(xù)環(huán)，無5'和3'端，通常被認為是由于mRNA 剪接錯誤形成的副產(chǎn)品或者是轉(zhuǎn)錄本豐度低而形成的［1］。隨著高通量測序技術(shù)和生物信息學方法的發(fā)展，在許多物種中都發(fā)現(xiàn)了大量circRNAs，人體細胞中也發(fā)現(xiàn)并鑒定了很多circRNAs，激發(fā)了基因組研究領(lǐng)域研究者的極大興趣［2］。更重要的是，越來越多的證據(jù)表明circRNAs在細胞和組織中含量豐富，進化保守，相對穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn)circRNAs功能很多，可以作為“miRNA海綿”（“microRNA sponge”），如circRNA-5692 可以通過結(jié)合miR-328-5p 增強DAB2IP 表達，從而抑制肝癌的進展［3］；CircRNA cRAPGEF5通過miR-27a-3p/TXNIP 途徑抑制腎細胞癌的生長和轉(zhuǎn)移［4］；與RNA結(jié)合蛋白（RNA binding proteins，RBPs）相互作用［5-6］，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄［7］和蛋白質(zhì)翻譯［8］。

骨關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis，OA）是最常見的肌肉骨骼疾病之一，主要是由骨關(guān)節(jié)的退行性改變導致的，可導致關(guān)節(jié)功能衰退及患者生活質(zhì)量的下降［9］。臨床表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛如壓痛、觸痛，僵硬、關(guān)節(jié)活動受限、關(guān)節(jié)腫大或畸形、骨摩擦音、肌肉萎縮偶伴有積液和不同程度的局部炎癥。骨關(guān)節(jié)炎的疼痛往往與活動有關(guān)，持續(xù)的疼痛是這類疾病的主要特征；其病理特征表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨變性壞死，滑膜炎性病變，骨贅形成［10］。該病病程比較長且緩慢，早期會出現(xiàn)輕微的關(guān)節(jié)酸脹，癥狀較輕，經(jīng)常被患者忽略，隨著病程的加重，疼痛感會加重，且關(guān)節(jié)活動受限，炎癥加重，發(fā)生粘連［10-11］。OA是老年人中最常見的慢性退行性關(guān)節(jié)疾病，很多研究都表明circRNAs在OA軟骨中存在著差異表達的現(xiàn)象，一些circRNAs也參與了OA 的多種病理過程，如細胞外基質(zhì)降解、炎癥和細胞凋亡［12］。雖然circRNAs 的研究尚處于初始階段，尤其是circRNAs 在OA 方面的研究也是鮮有可見，但它們在OA 的發(fā)生和發(fā)展中起到的作用不可忽視。因此，本綜述簡要概述circRNAs 的生物合成、特征和生物功能，并總結(jié)目前circRNAs 在OA發(fā)生發(fā)展中以及治療方面的作用和病理意義。

1 CircRNAs的生物學特性

環(huán)狀RNA（circRNAs）是一種非編碼RNA（ncRNAs），參與轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后基因表達調(diào)控［13］。第一個被發(fā)現(xiàn)的circRNA 是在1976 年SANGER HL 等證明一些植物類病毒是由單鏈共價封閉RNA 組成的分子組成［14］。之后，觀察到丁型肝炎病毒HDV 具有環(huán)狀RNA 基因組［15］，在1991 年首次在人類細胞中發(fā)現(xiàn)DCC能轉(zhuǎn)錄成circRNA［16］。

1.1 CircRNAs 的分類及特點CircRNAs 是一類沒有5′帽子和3′poly（A）尾巴的環(huán)狀RNA，主要位于細胞質(zhì)或貯存在外泌體中，真核細胞中有廣泛的表達。由于沒有5′帽子結(jié)構(gòu)和3′poly（A）尾巴，CircRNAs在體內(nèi)相對比較穩(wěn)定，不易受RNA核糖外切酶的降解［17］。CircRNAs 具有時序特異性、疾病特異性、組織特異性及高穩(wěn)定性等特征，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)多數(shù)circRNAs是由外顯子環(huán)化而形成，也有部分circRNAs是內(nèi)含子環(huán)化而成，根據(jù)來源，circRNA大致分可為3類：全外顯子型circRNAs（exonic circRNAs），全內(nèi)含子型circRNAs（intronic circRNAs），內(nèi)含子-外顯子組合的circRNAs（exon-intron circRNAs）。

1.2 CircRNAs 的合成機制CircRNAs 的合成方式分為外顯子環(huán)化和內(nèi)含子環(huán)化，目前主要的合成機制可分為以下4種，如圖1所示。

1.2.1 套索驅(qū)動的剪切體環(huán)化形成circRNAs在pre-mRNA 上，下游3′-位點在連續(xù)的組裝小核核糖體蛋白催化下直接連接到上游5′-位點，索尾插接形成套索環(huán)化，之后通過剪切形成無內(nèi)含子的circRNAs［18］。

1.2.2 內(nèi)含子配對驅(qū)動的環(huán)化形成circRNAs部分circRNAs 外顯子兩側(cè)的內(nèi)含子中含有反向互補序列，首先在剪切位點上并排形成RNA 雙鏈體，再通過可變剪切形成帶內(nèi)含子和不帶內(nèi)含子兩種不同的circRNAs［19］?；蛘咄怙@子內(nèi)部以及兩側(cè)的內(nèi)含子可以競爭進行RNA 配對，最終通過可變剪切形成不同類型的circRNAs［20］。

1.2.3 RBP 或一類反式因子驅(qū)動的環(huán)化形成circRNAs通過將RBPs 結(jié)合到外顯子側(cè)翼的內(nèi)含子上，從而促進circRNA的形成［18，21］。

1.2.4 內(nèi)含子自身環(huán)化形成circRNAs在某些條件下，全內(nèi)含子型circRNAs 可以直接由前體mRNA片段中的內(nèi)含子環(huán)化而形成，全內(nèi)含子型circRNAs主要存在與細胞核，并且所含與miRNAs 結(jié)合的位點比較少［22］。內(nèi)含子直接成環(huán)的過程依賴于一個共用模序，這個共用模序包含一個5'剪接位點附近的7 nt的富含GU序列以及一個分叉位點附近的7 nt的富含C序列［7］。

1.3 CircRNAs 的功能CircRNAs 主要存在于細胞質(zhì)和外泌體中，大量研究表明circRNAs 與生物體的生長發(fā)育、免疫應答、疾病發(fā)生發(fā)展等方面密切相關(guān)，且其在疾病診斷生物標記物等方面有很大的應用前景，但生物學功能很大程度上仍然未知。目前已發(fā)現(xiàn)的circRNAs生物學功能總結(jié)如下：

圖1 CircRNAs的成環(huán)機制

1.3.1 細胞質(zhì)中“miRNAs海綿”的作用CircRNAs鏈上富含有miRNAs 的結(jié)合位點，這些結(jié)合位點可以起到miRNAs海綿的作用，使miRNAs的3′非翻譯區(qū)與circRNAs 結(jié)合，阻止其與靶mRNA 的相互作用，進一步調(diào)控miRNA下游靶基因的表達［23］。在人和小鼠的大腦中，circRNA Cdr1as 可以同時與miR-7、miR-671 相結(jié)合發(fā)揮作用，當Cdr1as 位點從小鼠基因組中移除時，表現(xiàn)出感覺運動通路受損——一種過濾掉不必要信息的能力缺失，這與miR-7和miR-671被激活有關(guān)［24］。

1.3.2 調(diào)控蛋白結(jié)合的作用CircRNAs 可以通過與調(diào)節(jié)mRNA 的結(jié)合蛋白（RBP）結(jié)合，進而改變mRNA 的剪接模式或影響mRNA 穩(wěn)定性［5］。目前CLIP-seq 實驗的興起使得circRNA-RBP 相互作用的大規(guī)模識別和分析成為可能［25］。DU WW 的研究中使用了circ-Foxo3 探針，先使其被生物素化，然后鏈霉親和素磁珠被添加到每個結(jié)合反應中，進一步孵育使鏈霉親和素珠結(jié)合到生物素化的circ-Foxo3 探針上。生物素化的探針將拉下circ-Foxo3 以及與之結(jié)合的蛋白質(zhì)。然后，磁珠被洗干凈，與circRNA 結(jié)合的蛋白質(zhì)可通過Western blotting 或質(zhì)譜分析法分析與circRNAs 結(jié)合蛋白有哪些，并研究它們與疾病發(fā)生的關(guān)系［26］。

1.3.3 調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的作用CircRNAs 可與RNA聚合酶相互作用并調(diào)控其轉(zhuǎn)錄，剪接因子muscleblind（MBL/MBNL1）的第二個外顯子在果蠅和人類中循環(huán)，circRNA（circMbl）及其側(cè)內(nèi)含子包含保守的肌盲結(jié)合位點，這些位點被MBL 特異性強結(jié)合。MBL 水平的調(diào)節(jié)強烈影響circMbl 的生物合成，這種影響依賴于MBL 的結(jié)合位點，數(shù)據(jù)表明circRNAs 可以通過與線性剪接競爭來發(fā)揮基因調(diào)控的作用，此外，還確定肌肉盲是circRNA 生物發(fā)生的一個因素［27］。

1.3.4 翻譯表達有效蛋白的作用雖然circRNAs是非編碼RNA，但也有少部分circRNAs 可被核糖體翻譯并編碼成多肽，進而行使調(diào)控功能。N6-甲基腺苷（m6A）是RNA 中最豐富的堿基修飾，可促進人類細胞中circRNAs 蛋白翻譯的有效起始。有研究發(fā)現(xiàn)m6A基序在circRNAs中富集，單個m6A位點足以驅(qū)動翻譯起始，這種m6A 驅(qū)動的翻譯需要啟動因子eIF4G2 和m6A 翻譯子YTHDF3，并且能被甲基轉(zhuǎn)移酶METTL3/14 增強，被去甲基化酶FTO 抑制，并在熱休克時上調(diào)，通過多聚體譜分析、計算預測和質(zhì)譜分析的進一步分析顯示，m6A 驅(qū)動的circRNAs翻譯非常普遍，有數(shù)百個內(nèi)源性circRNAs 具有翻譯潛力［28］。

2 CircRNAs在OA中的差異表達

隨著基因芯片高通量篩選技術(shù)的快速發(fā)展，近年來越來越多的研究表明，與正常軟骨相比，骨關(guān)節(jié)炎患者的軟骨中circRNAs的表達量出現(xiàn)異常。對于基因芯片得到的差異表達circRNAs也許是個體差異導致，但是，芯片數(shù)據(jù)結(jié)果也可以作為研究OA 中circRNAs 的一個切入點，進而探索特定circRNAs 在OA 中所發(fā)揮的作用。YING WANG 等［29］的研究發(fā)現(xiàn)與正常關(guān)節(jié)相比，在OA 軟骨細胞中有1 380 個circRNAs差異表達，篩選標準為FC≥2，P≤0.05，其中包括215個上調(diào)的circRNAs和1 165個下調(diào)的circRNAs，利用GO 分析和KEGG 信號通路分析分別對篩選得到的circRNA 基因進行功能注釋，發(fā)現(xiàn)hsa_cir?cRNA_0032131 在OA 中是有研究價值的circRNA。雖然該研究發(fā)現(xiàn)在OA 軟骨細胞中存在一些表達差異的circRNAs 可能與OA 的病理過程有關(guān)，篩選出來的hsa_circRNA_0032131 極有可能參與了OA 的發(fā)生和進展，但是并沒有相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)驗證該觀點［29］。KE XIAO等［30］利用測序平臺檢測OA膝關(guān)節(jié)髁突中circRNAs 的表達，共鑒定了197 個差異表達的circRNAs，如 hg38_circ_0007474 和 hg38_circ_0000118，并預測了21 個目標miRNAs，2 466 個基因和166 394 對circRNA-miRNA-mRNA。進一步分析了OA 相 關(guān) 的3 個circRNAs：hsa_circ_0045714、hsa_circ_0002485、hsa_circ_0005567。SHUAI XIANG等［31］通過綜合生物信息學分析，研究了circRNAs 在OA 滑膜中的表達譜。共收集35 份滑膜樣本，其中17 份來自膝骨關(guān)節(jié)炎患者，18份來自對照組，對5個OA滑膜樣本和5個對照進行circRNAs測序，qRT-PCR檢測發(fā)現(xiàn)6 個差異表達的circRNAs。進一步使用DAVID 數(shù)據(jù)庫對差異表達的circRNAs 進行了GO 和KEGG 的富集分析，以注釋其功能，并創(chuàng)建circRNA-miRNA 共表達網(wǎng)絡(luò)，以估計在OA 滑膜中特異性表達的circRNAs 可能的分子調(diào)控機制，此外，通過RNA 測序，他們還發(fā)現(xiàn)122 個circRNAs 在OA滑膜中存在差異表達，通過qRT-PCR 證實了5個下調(diào)的circRNA 和1 個上調(diào)的circRNA 的表達［30］。從以往的研究可以發(fā)現(xiàn)OA 患者circRNAs 的表達量出現(xiàn)差異表達是一個非常重要的生理變化，該變化與OA 軟骨細胞細胞外基質(zhì)的降解，軟骨細胞的增殖、凋亡和自噬有著密切的聯(lián)系，對差異表達的circRNAs 進行進一步的研究有助于闡明骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展機制。

3 CircRNAs在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展中的作用

3.1 CircRNAs 與OA 軟骨細胞EMC 的降解細胞外基質(zhì)（Extracellular matrix，ECM）和軟骨細胞共同組成關(guān)節(jié)軟骨，其中ECM 包含有許多成分，如蛋白聚糖、Ⅱ型膠原等蛋白多糖及另外一些非膠原蛋白、其他膠原亞型，軟骨細胞是ECM 合成和儲存運輸?shù)募毎?，這些細胞的位置在陷窩處并具有不活躍的有絲分裂活動［32］。SHU YING SHEN 等［33］發(fā)現(xiàn)OA軟骨組織中CircSERPINE2 表達降低與ECM 的過度消亡及合成代謝和分解代謝因子失衡直接相關(guān)，CircSERPINE2可作為miR-1271-5p的“海綿”，通過靶向miR-1271-5p和ERG 在人軟骨細胞（HCs）中發(fā)揮作用。關(guān)節(jié)內(nèi)注射腺相關(guān)病毒circserpine2-wt 可減輕兔模型中的OA。另一個機械應力相關(guān)circRNAs（circRNAs-MSR）在軟骨中的作用研究，首先用生物信息學方法來預測circRNAs 和miRNAs在軟骨中的相互作用，在體外進行circRNAs-MSR 功能缺失實驗。發(fā)現(xiàn)共有104 個表達差異的circRNAs，在這些circRNAs 中，分別有44 和60 個circRNAs 表達上調(diào)和下調(diào)，軟骨細胞在機械應激下circRNA-MSR 表達增加［20］。CircPDE4D 是一種來源于人線性PDE4D的環(huán)狀RNA，在OA 進展過程中對維持ECM 起重要作用，在OA 軟骨組織和炎癥細胞因子刺激下，circPDE4D 顯著下調(diào)，而circPDE4D 的敲除可導致Aggrecan 的丟失和基質(zhì)分解代謝酶（包括MMP3、MMP13、ADAMTS4 和ADAMTS5）的上調(diào)，但與增殖或凋亡無關(guān)，另外在內(nèi)側(cè)半月板（DMM）失穩(wěn)的小鼠模型中，circPDE4D 關(guān)節(jié)內(nèi)注射減輕了DMM 誘導的軟骨損傷［34］。OA 軟骨組織中CircCDH13 的上調(diào)可顯著誘導軟骨細胞凋亡，促進細胞外基質(zhì)分解代謝，抑制細胞外基質(zhì)合成代謝［35］。

3.2 CircRNAs 作為“miRNA 海綿”在骨關(guān)節(jié)炎中的作用YING ZHANG 等［36］的研究發(fā)現(xiàn)在體內(nèi)外OA 中circRNA MALAT1 上調(diào)，而miR-150-5p 下調(diào)，miR-150-5p 水平與MALAT1、AKT3 水平呈負相關(guān)，更重要的是，過表達MALAT1 可以通過負向調(diào)控miR-150-5p促進AKT3的表達。另一方面miR-150-5p的過表達可抑制細胞外基質(zhì)降解，miR-150-5p 的缺失補救了MALAT1 下調(diào)或?qū)L-1 刺激軟骨細胞導致AKT3 減少的現(xiàn)象，也就是說MALAT1 能作為miR-150-5p 的“海 綿”通 過MALAT1/miR-150-5p/AKT3 軸 調(diào) 控 細 胞 增 殖、凋 亡［36］。有 研 究 發(fā) 現(xiàn)CircCDK14 在關(guān)節(jié)磨損位置下調(diào)，同時調(diào)節(jié)了軟骨的代謝，抑制了細胞凋亡，促進了軟骨的增殖，在機制上，CircCDK14 的保護作用是通過miR-125a-5p 介導的，CircCDK14 通過miR-125a-5p“海綿”下調(diào)了Smad2 的表達，導致TGF-β信號通路功能障礙，在兔模型中，關(guān)節(jié)內(nèi)注射腺相關(guān)病毒-CircCDK14也可以緩解OA，研究揭示了CircCDK14/miR-125a-5p/Smad2軸在OA進展中的發(fā)揮了重要作用［37］。CircPDE4D被發(fā)現(xiàn)可作為miR-103a-3p的“海綿”而發(fā)揮作用，從而調(diào)控FGF18 的表 達，而FGF18 是miR-103a-3p 的直接 靶點［34］。在正常和OA 軟骨組織中，轉(zhuǎn)錄因子LEF1 的差異表達增加了circRNA、circRNF121的表達，LEF1和circRNF121 的表達與Mankin 的評分呈正相關(guān)，circRNF121 的改變可介導細胞外機制（ECM）的降解、細胞凋亡和軟骨細胞的增殖，miR-665 被確定為circRNF121 和MYD88 的直接調(diào)控靶點，circRNF121和MYD88 調(diào)節(jié)了軟骨細胞的ECM 降解、凋亡和增殖，而這可以被miR-665 逆轉(zhuǎn)，這表明LEF1 通過調(diào)控circRNF121/miR-665/MYD88軸影響NF-кB通路從而 影 響OA 的 進 程［38］。 生 物 信 息 學 預 測 了circCDH13 與miR-296-3p、miR-296-3p 與磷酸酶和tensin 同源物（PTEN）之間的調(diào)控關(guān)系，并通過RNA下調(diào)和熒光素酶檢測驗證，腺相關(guān)病毒也被用來揭示circCDH13 在中半月板（DMM）誘導的OA 小鼠失穩(wěn)中的作用和機制，circCDH13 作為miR-296-3p 的“海綿”，調(diào)控miR-296-3p-PETN 通路，參與OA 的發(fā)生，體內(nèi)沉默circCDH13 可明顯減輕dmm 誘導的小鼠OA 的發(fā)生［35］。越來越多研究證明circRNAs 在骨關(guān)節(jié)炎中作為“miRNA 海綿”發(fā)揮著極其重要的作用。

3.3 CircRNAs 與OA 軟骨細胞的增殖、凋亡和自噬有研究發(fā)現(xiàn)在體內(nèi)外OA中circRNA MALAT1和AKT3上調(diào)，circRNA MALAT1的敲低可抑制IL-1誘導的軟骨細胞增殖，促進細胞凋亡，增加MMP-13、ADAMTS-5 表達，減少膠原蛋白Ⅱ、aggracan 表達，MALAT1 上調(diào)或AKT3 過表達可增強細胞增殖，抑制細胞凋亡［36］。circRNA.33186 在IL-1β 蛋白處理的軟骨細胞和不穩(wěn)定的內(nèi)側(cè)半月板誘導的OA 小鼠模型的軟骨組織中顯著上調(diào)，circRNA.33186的沉默表達可以增加合成代謝因子（Ⅱ型膠原）的表達，降低分解代謝因子（MMP-13）的表達，還能促進IL-1β細胞轉(zhuǎn)染后的軟骨細胞增殖，抑制細胞凋亡［39］。有研究顯示circ_0136474 和MMP-13 在OA 軟骨組織中的表達水平明顯高于正常軟骨組織，circ_0136474在OA 中通過促進MMP-13 表達和抑制miR-127-5p表達，抑制細胞增殖，過表達miR-127-5p 負向調(diào)控MMP-13 表達，促進細胞增殖，這表明在OA 中，circ_0136474 和MMP-13 通過競爭性結(jié)合miR-127-5p，抑制細胞增殖，同時增強細胞凋亡［40］。Hsa_circ_0045714 過表達可以抑制miR-193b 轉(zhuǎn)錄活性，從而上調(diào)IGF1R的表達，hsa_circ_0045714能促進Ⅱ型膠原和aggrecan 的表達，促進軟骨細胞增殖，IGF1R 具有類似的功能，而miR-193b 可以抑制Ⅱ型膠原和aggrecan 的表達，抑制軟骨細胞增殖但促進其凋亡，過表達IGF1R可以逆轉(zhuǎn)miR-193b的作用，而miR-193b mimic或IGF1R siRNA可以抑制hsa_circ_0045714的功能，因此，hsa_circ_0045714可以通過促進miR-193b靶基因IGF1R 的表達來調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)的合成以及軟骨細胞的增殖和凋亡［23］。hsa_circ_0005567基因敲低加速了IL-1β誘導的軟骨細胞凋亡，而過表達hsa_circ_0005567 減緩了IL-1β 誘導的軟骨細胞凋亡，但這種作用可被3-甲基ladenine（自噬抑制劑）消除，表明hsa_circ_0005567 過表達通過誘導自噬抑制了軟骨細胞凋亡，此外，hsa_circ_0005567 可與miR-495 競爭結(jié)合，降低了早期自噬標志物ATG14的表達，而ATG14 是miR-495 的直接靶標，miR-495 mimic 和ATG14 敲除均抵消了過表達IL-1 誘導的軟骨細胞中hsa_circ_0005567促自噬和抗凋亡的作用，這些都說明hsa_circ_0005567通過調(diào)控miR-495/ATG14軸激活自噬，從而抑制IL-1β 誘導的軟骨細胞凋亡［41］。還有報道稱ciRS-7（ciRS-7）/microRNA 7（miR-7）軸在OA 中異常表達，調(diào)節(jié)IL-1β 刺激的軟骨細胞的增殖、炎癥反應和凋亡［42］。

3.4 CircRNAs與OA 軟骨細胞的炎癥反應炎癥的發(fā)生可以促進細胞軟骨的降解，加重骨關(guān)節(jié)炎患者的病情，傳統(tǒng)的炎癥因子主要有腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）、白介素-6（IL-6）、轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）等，許多研究發(fā)現(xiàn)circRNAs 調(diào)控骨關(guān)節(jié)炎進程與這些因子密切相關(guān)。如敲低circRNA-MSR 可抑制TNF-α 的表達，影響OA 的進程［20］。在OA 患者和IL-1β 蛋白處理的軟骨細胞中circSERPINE2 表 達 降 低，TGFBR2 是miR-495 的 靶點，在OA 患者和IL-1β 誘導的軟骨細胞中低表達，circSERPINE2 可以通過與miR-495 結(jié)合調(diào)控TGFBR2的表達［43］，從而削弱IL-1β 引起的軟骨細胞凋亡和細胞外基質(zhì)降解。

3.5 其他近年來，有研究人員探究了人類的MSC（BMMSC）分泌的細胞外囊泡（Extracellular vesicle，EV）在人OA 軟骨修復中的 作 用［44］。而ELENA DELLA BELLA 等［45］鑒定了人骨髓間充質(zhì)干細胞（MSCs）成骨和軟骨分化中miRNAs，piRNAs 和circRNAs 的差異表達，確定了一組差異表達的circRNAs 以及它們的親本基因，其中涉及一系列的分子調(diào)控途徑，如環(huán)核苷酸的調(diào)節(jié)用于成骨分化和膠原合成，F(xiàn)GF、TGF-β 通路中的信號轉(zhuǎn)導，證明了BSCL2 在成骨分化中與circRNAs 的調(diào)控作用十分重要，該研究還發(fā)現(xiàn)circRNA FKBP5 在成骨和軟骨分化中都是上調(diào)表達的，并且與地塞米松密切相關(guān)，circRNA FKBP5有可能參與了反激活途徑。

4 CircRNAs 作為骨關(guān)節(jié)炎診斷和預后的生物標志物及在骨關(guān)節(jié)炎中的治療作用

生物標記物的檢測可以為診斷骨關(guān)節(jié)炎的軟骨退化提供有用的信息，它反映了與疾病相關(guān)的分子的生物活性并可預測疾病進展的過程。不同的circRNAs 可以特異性地與miRNA 結(jié)合，該類復合物可以與轉(zhuǎn)錄因子一起調(diào)控基因的表達并維持生物體的體內(nèi)平衡，在分子和細胞水平研究circRNAs 基因在病理組織和正常組織中的差異表達并進一步尋找重建平衡的機制。在分子和細胞水平研究circRNAs作用機制的文獻首先是檢測circRNAs 基因的生理模式中的功能障礙在各種組織中表達，并進一步尋找重建平衡的機制。在此背景下，circRNAs 作為幾種疾病的新的潛在生物標記物，已有學者證明并建議使用circRNAs作為OA的生物標志物［22］。

CircRNAs參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展，但circRNAs在OA 中的作用研究至今還比較少。QIANG LIU 的研究認為與ECM 相關(guān)的circRNAs（circRNA-CER）可作為治療OA 的靶點［46］。在體外進行了circRNAs的功能缺失和恢復實驗，與正常軟骨相比共有71個circRNAs在OA差異表達，circRNA-CER的表達隨著軟骨細胞中IL-1和TNF水平升高而升高，用小干擾RNA對circRNAs進行沉默可抑制MMP13的表達，增加ECM的形成，研究還發(fā)現(xiàn)circRNA-CER 可能與MMP13競爭miR-136 而發(fā)揮功能，這表明circRNA-CER 可以通過調(diào)控MMP13 發(fā)揮內(nèi)源性競爭性RNA（ceRNA）的功能，參與軟骨細胞ECM 的降解［46］，也就是說circRNA-CER有可能作為生物標志物用于治療OA。

5 總結(jié)與展望

近年來OA 等慢性疾病的發(fā)病率呈逐年上升的趨勢，OA 是一種給患者帶來巨大痛苦的關(guān)節(jié)疾病，給世界醫(yī)療資源帶來巨大負擔。盡管目前對于OA 的研究越來越多，各種OA 治療方法層出不窮也呈現(xiàn)多樣化，但治愈OA，減輕患者的不良感受還需要做很大的努力。近年來發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)性非編碼RNA，尤其是circRNAs 在OA 的發(fā)生和進展中發(fā)揮著重要作用。已有許多研究證實circRNA 參與了OA 密切相關(guān)的軟骨細胞EMC 的降解、OA 軟骨細胞的增殖、凋亡和自噬、OA 軟骨細胞的炎癥反應等，這說明circRNAs 有可能作為診斷和治療OA 的新靶點，有望研發(fā)出新的治療舉措，當然，circRNA 的研究尚不成熟，目前主要集中研究的是OA 軟骨細胞EMC 的降解和炎癥反應，其他方面如軟骨細胞的凋亡、自噬也值得繼續(xù)深入研究。