環(huán)狀RNA在卵巢癌中的研究新進(jìn)展

劉艷，魯鵬，候麗盈，李佩玲

卵巢癌占女性所有惡性腫瘤的2.5%，大多數(shù)漿液性卵巢癌發(fā)現(xiàn)時(shí)已經(jīng)是Ⅲ期（51%）或Ⅳ期（29%）[1]，且多數(shù)在晚期被診斷時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)廣泛的腹膜轉(zhuǎn)移，因此5 年生存率僅為30%[2]。由于晚期診斷導(dǎo)致低生存率，死于卵巢癌的女性占所有癌死亡女性的5%，所以改善早期診斷和預(yù)后是研究重點(diǎn)[3]。如何在早期篩查出卵巢癌患者是該病面臨的主要挑戰(zhàn)，因此，探索卵巢癌進(jìn)展的分子機(jī)制和鑒定有價(jià)值的標(biāo)志物極為重要。晚期卵巢癌的標(biāo)準(zhǔn)治療方法包括減瘤手術(shù)和化療，目前標(biāo)準(zhǔn)的一線化療方法是紫杉醇聯(lián)合鉑類，許多患者由于化療藥物的耐藥性而復(fù)發(fā)，所以卵巢癌的復(fù)發(fā)和預(yù)后不良仍然是個(gè)問題[4]。因此，探究卵巢癌化療患者耐藥機(jī)制也尤為重要。

環(huán)狀RNA（circular RNAs，circRNA）是一種特殊的新型內(nèi)源性非編碼RNA，是目前RNA 領(lǐng)域的最新研究熱點(diǎn)。與線性RNA 不同，circRNA 具有共價(jià)的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，沒有5′-3′極性，也沒有多聚腺苷酸尾[5]。所以circRNA 比線性RNA 穩(wěn)定性更高，并且不易被RNA 核酸外切酶降解[6]。在某些情況下，環(huán)狀分子的豐度超過相應(yīng)線性mRNA 的豐度的10 倍[7]。大多數(shù)circRNA 在不同物種之間進(jìn)化保守，其表達(dá)具有組織特異性和（或）發(fā)育階段特異性。此外，在腫瘤組織、血液和唾液中都可以檢測(cè)到circRNA[8]。circRNA在物種中的高豐度、穩(wěn)定性和進(jìn)化保守性使其具有許多潛在功能[9]。circRNA 的一系列性質(zhì)表明它們可以成為診斷疾病的理想生物標(biāo)志物[10]。近年研究表明，circRNA 在卵巢癌的發(fā)病、診斷、治療、預(yù)后的判斷及抗化療藥耐藥性中起重要的作用[11-15]。本文將綜述與卵巢癌相關(guān)的circRNA。

1 circRNA 概述

1.1 circRNA 的生物發(fā)生circRNA 是一類以前體mRNA（pre-mRNA）為模板經(jīng)反向剪切后，通過3′和5′末端共價(jià)結(jié)合形成的環(huán)形RNA[16]?；赾ircRNA獨(dú)特的組成和環(huán)化機(jī)制，將circRNA 分為三類：外顯子circRNA、內(nèi)含子circRNA 和外顯子-內(nèi)含子circRNA[17]。circRNA 在不同細(xì)胞系典型剪接體機(jī)制中的反向剪接事件獨(dú)特而多樣，現(xiàn)已提出3 種circRNA 形成的機(jī)制模型：外顯子跳躍，內(nèi)含子配對(duì)和RNA 結(jié)合蛋白相互作用[18-21]。

1.2 circRNA 的功能有研究對(duì)某些circRNA 進(jìn)行了復(fù)雜的體內(nèi)研究并證明了其功能。目前普遍認(rèn)為，circRNA 通過4 種功能在不同的分子途徑中起重要作用。①微小RNA（miRNA）海綿化[22]：關(guān)于非編碼RNA 功能的研究最多的就是miRNA 海綿化，circRNA 可以充當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）或miRNA 海綿，它們通過競(jìng)爭(zhēng)性與miRNA 結(jié)合間接調(diào)控基因表達(dá)來充當(dāng)miRNA 海綿，circRNA 的miRNA 結(jié)合力高于任何其他ceRNA。②與蛋白質(zhì)結(jié)合[23]：circRNA 與不同的蛋白質(zhì)結(jié)合來抑制蛋白質(zhì)的功能（蛋白質(zhì)誘餌），促進(jìn)蛋白復(fù)合物的形成，并且能讓不同蛋白質(zhì)之間相互作用。③直接/間接調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄[24]：circRNA 在轉(zhuǎn)錄水平具有兩種調(diào)控途徑，一種是在初始階段參與轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物的形成；另一種是在延伸階段，circRNA 在轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)積聚，通過與RNA 聚合酶Ⅱ相互作用來調(diào)控親本基因的轉(zhuǎn)錄[25]。④編碼蛋白質(zhì)和肽：circRNA沒有起始密碼子，長(zhǎng)期以來人們認(rèn)為它們無法翻譯。Panda 等[26]證實(shí)了circRNA 不需要大的多聚核糖體，僅用少量核糖體，足以將circRNA 轉(zhuǎn)化為肽和蛋白質(zhì)。有報(bào)道證明有些含有開放閱讀框（open reading frame，ORF）的circRNA，類似于長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA），可以產(chǎn)生小蛋白或微肽[27]。此外，與其他非編碼RNA 不同，少數(shù)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的外顯子circRNA 可以翻譯為功能蛋白[7]。

2 circRNA 與卵巢癌

2.1 circRNA 在卵巢癌中的作用

2.1.1 circRNA 作為癌基因有些circRNA 可作為癌基因在卵巢癌中發(fā)揮促癌作用，如hsa_circ_0051240在卵巢癌組織中顯著增加，在體外敲低hsa_circ_0051240可抑制卵巢癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，在體內(nèi)沉默hsa_circ_0051240 也可以阻止卵巢癌腫瘤的形成。hsa_circ_0051240 通過抑制微小RNA-637/激肽釋放酶4（miR-637/KLK4）軸促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，這也表明hsa_circ_0051240 作為癌基因可以促進(jìn)卵巢癌的發(fā)展[28]。另有研究發(fā)現(xiàn)circEPSTI1在卵巢癌組織中有明顯上調(diào)，circEPSTI1 通過抑制miR-942 來調(diào)節(jié)上皮基質(zhì)相互作用蛋白1（epithelial stromal interaction 1，EPSTI1）水平，促進(jìn)卵巢癌進(jìn)展，提示了抑制circEPSTI1 可抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和侵襲，并誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞程序性死亡，從而證明其致癌作用[29]。

2.1.2 circRNA 作為抑癌基因有些circRNA 作為抑癌基因抑制卵巢癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、遷移與侵襲能力。Chen 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，卵巢癌患者卵巢組織中的circRNACDR1as表達(dá)顯著低于無卵巢癌患者。CDR1as充當(dāng)miR-135b-5p 的海綿，促進(jìn)缺氧誘導(dǎo)因子1-α抑制劑（hypoxia-inducible factor 1-alpha inhibitor，HIF1AN）的表達(dá)，從而抑制腫瘤發(fā)展。另有研究發(fā)現(xiàn)，circ-100338[31]和circ-010567[32]可作為海綿結(jié)合miR-141，而miR-141 可以通過靶向Kruppel 樣轉(zhuǎn)錄因子12/刺激蛋白1/凋亡抑制基因survivin（klf12/sp1/survivin）軸[33]和Kelch 樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）[34]增強(qiáng)卵巢癌細(xì)胞的生存能力。因此，它們可能作為抑癌基因抑制卵巢癌細(xì)胞的遷移、侵襲和生存能力。

2.2 circRNA 與卵巢癌的轉(zhuǎn)移卵巢癌患者廣泛轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)是造成生存率低下的主要原因。對(duì)于上皮性卵巢癌（epithelial ovarian cancer，EOC）患者，已經(jīng)證實(shí)大網(wǎng)膜、腹膜、膈肌和小腸系膜的轉(zhuǎn)移是不良預(yù)后的主要因素[35]。因此，闡明卵巢癌轉(zhuǎn)移的機(jī)制至關(guān)重要。有研究證明，circRNA 與卵巢癌的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移之間存在關(guān)聯(lián)[36]。circRNA 可參與調(diào)控多種腫瘤相關(guān)信號(hào)通路從而影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展，如核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信號(hào)通路、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）信號(hào)通路，而這些通路會(huì)影響卵巢癌的增殖、侵襲、遷移與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）進(jìn)程等。有研究對(duì)EOC 的原發(fā)灶、腹膜和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶進(jìn)行高通量測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)移性癌中與NF-κB、磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）和TGF（均含有多個(gè)miR-24/let-7 結(jié)合位點(diǎn)）相對(duì)應(yīng)的mRNA 上調(diào)和circRNA 下調(diào)，表明circRNA 可以利用其環(huán)化競(jìng)爭(zhēng)性地抑制miRNA 的線性剪接和海綿功能，并調(diào)節(jié)與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的表達(dá)，最終導(dǎo)致卵巢癌的廣泛轉(zhuǎn)移[37]。這種差異表達(dá)模式可能使這些circRNA 成為高度異源的癌癥轉(zhuǎn)錄組的生物標(biāo)記。

2.3 circRNA 與卵巢癌化療藥耐藥有研究發(fā)現(xiàn)，miRNA 和lncRNA 在卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展和耐藥中起重要作用[38-39]。而越來越多的證據(jù)表明circRNA 通過與miRNA 相互作用發(fā)揮了功能，所以circRNA 也可能影響化療藥物的敏感性。

2.3.1 circRNA 與卵巢癌鉑耐藥CDR1as 是卵巢癌中最典型的circRNA，其在順鉑化學(xué)耐藥中具有潛在功能。有研究表明，CDR1as 在耐順鉑卵巢癌患者癌組織中低表達(dá)。研究者通過體外和體內(nèi)試驗(yàn)證明了CDR1as 在鉑耐藥中的功能。通過兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的生物信息學(xué)預(yù)測(cè)分析，miR-1270 是CDR1as 的分子靶向標(biāo)志物，這種miRNA 在順鉑敏感細(xì)胞中高表達(dá)，而CDR1as 表達(dá)趨勢(shì)明顯相反。此外，抑癌基因SCAI 是miR-1270 的直接靶向標(biāo)志物，miR-1270 通過與其3′UTR 上的結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，降低SCAI 在順鉑敏感細(xì)胞中的表達(dá)。研究者還在血清外泌體中檢測(cè)到低水平的CDR1as，這表明使用這種circRNA 可作為檢測(cè)卵巢癌患者順鉑耐藥性的穩(wěn)定工具[14]。

2.3.2 circRNA 與卵巢癌紫杉醇耐藥研究發(fā)現(xiàn)circCELSR1（hsa＿circ＿0063809）通過miR-1252 調(diào)節(jié)FOXR2 表達(dá)，從而促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的紫杉醇耐藥性[15]。越來越多的證據(jù)表明，AKT 激活途徑導(dǎo)致了化學(xué)治療藥物的耐藥性[40]，而MK-2206 是口服AKT 抑制劑，與標(biāo)準(zhǔn)化療藥物或分子靶向藥物聯(lián)合治療可預(yù)防AKT 磷酸化并增強(qiáng)抗腫瘤功效[41]。有研究發(fā)現(xiàn)MK-2206 和紫杉醇對(duì)卵巢癌細(xì)胞的凋亡具有協(xié)同作用，并且這種協(xié)同作用在circPLEKHM3 表達(dá)缺失的卵巢癌細(xì)胞中增加，反應(yīng)了circPLEKHM3 在卵巢癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇耐藥機(jī)制中發(fā)揮重要作用[42]。

3 circRNA 在卵巢癌中潛在的臨床價(jià)值

3.1 circRNA 作為潛在的生物標(biāo)記物circRNA 可作為卵巢癌潛在的無創(chuàng)生物標(biāo)志物。Wang 等[43]研究發(fā)現(xiàn)血清circSETDB1 促進(jìn)腫瘤發(fā)展，并且在漿液性卵巢癌（serous ovarian cancer，SOC）中被上調(diào)，故認(rèn)為這種circRNA 具有作為生物標(biāo)志物的潛力。首先，他們?cè)u(píng)估了這種circRNA 鑒別SOC 患者與健康對(duì)照組的能力。受試者工作特征曲線（ROC）分析表明，血清circSETDB1 表達(dá)可用于區(qū)分SOC 患者與健康對(duì)照組，曲線下面積（AUC）為0.803 1，敏感度為78.33%，特異度為73.33%。研究同種circRNA區(qū)分化療藥耐藥的SOC 患者與化療藥敏感的SOC 患者的數(shù)據(jù)顯示，circSETDB1 可用于評(píng)估藥物化學(xué)敏感性，AUC 為0.810 7，特異度為76.74%，敏感度為77.78%。最后，其研究了血清circSETDB1 水平是否可以預(yù)測(cè)無進(jìn)展生存期（PFS），circSETDB1 水平低的患者平均PFS 為18.9 個(gè)月，高水平患者的PFS 為13.2 個(gè)月，這些數(shù)據(jù)共同證明circSETDB1 是可作為診斷SOC 和評(píng)估預(yù)后的生物標(biāo)志物。血清circMAN1A2 在包括卵巢癌在內(nèi)的多種癌癥中被上調(diào)，即使circMAN1A2 作為卵巢癌的生物標(biāo)志物的敏感度和特異度低于其他惡性腫瘤，circMAN1A2 的AUC 仍為0.694，敏感度為58.3%，特異度為80.6%，說明有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究以確認(rèn)這種circRNA作為卵巢癌生物標(biāo)志物的潛在作用[44]。

3.2 circRNA 提供卵巢癌治療靶向標(biāo)志物如上所述，circRNA 可以分類為抑癌基因和癌基因。因此，可以設(shè)想兩種不同的治療方法：抑制腫瘤組織中致癌的和過度表達(dá)的circRNA，或恢復(fù)腫瘤組織中被下調(diào)的具有抑癌功能的circRNA。據(jù)報(bào)道，抑癌circRNA 可作為內(nèi)源性海綿，與致癌miRNA（oncogenic miRNAs，oncomiRs）結(jié)合并抑制其功能[24]，人工合成的抑癌circRNA 有望用于抗miRNA 治療。由于在特定的癌癥中不只有一種miRNA 出現(xiàn)過表達(dá)，所以可以人工合成抑癌circRNA 使其同時(shí)結(jié)合并抑制多個(gè)oncomiRs。此外，類似于具有70 多個(gè)miRNA 結(jié)合位點(diǎn)的miR-7 海綿，人工circRNA 可以具有同一個(gè)miRNA的多個(gè)結(jié)合位點(diǎn)[45]。因此，circRNA 是oncomiR 的理想抑制劑。近年已開發(fā)出合成circRNA 用于有效治療胃癌和食道癌[46-47]，因此類似的策略也可用于卵巢癌。

與其他RNA 相比，circRNA 療法具有明顯優(yōu)勢(shì)：circRNA 的半衰期比mRNA 更長(zhǎng)，因此可以減少劑量和治療頻率。但是由于circRNA 與某些病毒顆粒結(jié)構(gòu)相似[36]，這種療法也有許多潛在危險(xiǎn)，例如，尚不清楚人工circRNA 是否會(huì)像miRNA 一樣激活免疫系統(tǒng)進(jìn)而誘導(dǎo)全身炎癥反應(yīng)綜合征（SIRS），這是RNA 療法最嚴(yán)重的不良反應(yīng)。

致癌circRNA 過度表達(dá)，通常會(huì)滅活抑癌miRNA。目前尚缺乏關(guān)于抑制致癌circRNA 的研究，但抑制致癌circRNA 療法具有潛在臨床價(jià)值。第一，與miRNA 療法類似，可以用人工小分子來阻斷circRNA的生物發(fā)生。第二，找到某種小RNA 分子，使其與負(fù)責(zé)海綿化和下調(diào)抑癌miRNA 的circRNA 位點(diǎn)結(jié)合，此單鏈RNA 分子需要與靶向miRNA 的circRNA 具有更高的親和力，此療法類似于miRNA 靶向療法。第三，可以利用RNA 干擾直接誘導(dǎo)circRNA 降解，比如可以對(duì)其進(jìn)行化學(xué)修飾的小干擾RNA（siRNA）[48-49]。siRNA 需要以環(huán)狀轉(zhuǎn)錄本的反向剪接為靶點(diǎn)來誘導(dǎo)敲低circRNA[50]。

4 結(jié)語與展望

隨著高通量測(cè)序技術(shù)和生物信息學(xué)的發(fā)展，circRNA 成為了非編碼RNA 的研究熱點(diǎn)，circRNA影響著腫瘤的進(jìn)展，已顯示出其在腫瘤診斷、治療及判斷預(yù)后的巨大潛力。circRNA 基因表達(dá)的失調(diào)被認(rèn)為是導(dǎo)致卵巢癌發(fā)生和進(jìn)展的主要機(jī)制之一。目前已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)circRNA 的重要性，其功能也開始被闡明，但尚無研究明確表明哪種circRNA 可用于卵巢癌臨床診斷和治療，仍需要進(jìn)一步深入研究。近年大量研究集中于circRNA 作為miRNA 分子海綿，但circRNA 的其他功能是否也可以應(yīng)用于腫瘤的診斷和治療中同樣值得思考，龐大的circRNA 家族僅有少數(shù)被鑒定出與卵巢癌的關(guān)系，還需要更深入全面地探究其在卵巢癌發(fā)病機(jī)制中的作用及其作用機(jī)制，為卵巢癌的診治提供新思路。