環(huán)狀RNA在膠質(zhì)瘤中的研究進(jìn)展△

劉超，吳文松，孫程圓，何秋果，鄭克彬

河北大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，河北 保定 071000

神經(jīng)膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中常見(jiàn)的惡性腫瘤，占全部惡性腦腫瘤的80%以上，具有高發(fā)病率和高病死率的特征，中位總生存期為37.6個(gè)月。盡管在膠質(zhì)瘤治療中，手術(shù)治療聯(lián)合放療或化療取得進(jìn)展，但是患者復(fù)發(fā)率較高，預(yù)后較差，其原因除了膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖快、侵襲廣、腫瘤內(nèi)和腫瘤間遺傳異質(zhì)性、治療耐藥外，還源于對(duì)分子發(fā)病機(jī)制認(rèn)識(shí)不深，缺乏及時(shí)診斷的手段。因此，闡明膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制，以及進(jìn)一步探索可靠的診斷和治療方法是至關(guān)重要的。

環(huán)狀 RNA（circular RNA，circRNA）是一種具有共價(jià)閉環(huán)結(jié)構(gòu)的新型RNA，是近年來(lái)非編碼RNA研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。早在20世紀(jì)70年代，在病毒中就首次發(fā)現(xiàn)了少數(shù)這種RNA，并認(rèn)為它們是RNA剪接中產(chǎn)生的錯(cuò)誤產(chǎn)物。然而，隨著RNA測(cè)序技術(shù)和生物信息學(xué)的不斷發(fā)展，Memczak等和Hansen等在circRNA生物學(xué)功能研究方面取得突破，首次提出circRNA可以作為miRNA的分子海綿進(jìn)行基因表達(dá)的調(diào)控，并在轉(zhuǎn)錄后過(guò)程中發(fā)揮作用。此后，circRNA開(kāi)始受到公眾的廣泛關(guān)注，并對(duì)其生物特征、功能機(jī)制以及在臨床診斷和治療中的潛在應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)研究。目前，越來(lái)越多的circRNA被發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后和翻譯水平調(diào)控基因表達(dá)，它們通過(guò)調(diào)節(jié)選擇性剪接、海綿化miRNA、抑制功能性蛋白、編碼蛋白等參與膠質(zhì)瘤的病理過(guò)程。多種circRNA在膠質(zhì)瘤中異常表達(dá)，circRNA在膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)和治療耐藥性中發(fā)揮重要作用。鑒于circRNA具有高豐度、穩(wěn)定性、保守性和組織特異性，并且廣泛存在于各種體液中，因此探索膠質(zhì)瘤相關(guān)的circRNA作為生物標(biāo)志物或靶點(diǎn)，將為膠質(zhì)瘤的早期診斷、預(yù)后和有效治療做出重要貢獻(xiàn)。本文就circRNA的生物起源、生物學(xué)特性和功能進(jìn)行綜述，重點(diǎn)介紹circRNA與膠質(zhì)瘤的關(guān)系及其在治療中的臨床意義。隨著對(duì)circRNA與膠質(zhì)瘤關(guān)系認(rèn)識(shí)的加深，將會(huì)發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于膠質(zhì)瘤進(jìn)展的分子機(jī)制，并為膠質(zhì)瘤的診治提供新的治療策略。

1 circRNA的概述

1.1 circRNA的生物起源

目前所發(fā)現(xiàn)的circRNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，并且具有組織特異性。circRNA的組成主要包括3種，由外顯子拼接組成的circRNA（exon circRNA，ecircRNA），僅由內(nèi)含子組成的circRNA（circular intron RNA，ciRNA），以及同時(shí)由外顯子和內(nèi)含子而組成的circRNA（exon intron circRNA，EIciRNA）。

ecircRNA能夠競(jìng)爭(zhēng)性地與miRNA結(jié)合，從而影響下游基因的表達(dá)。ecircRNA的生物合成主要通過(guò)套索驅(qū)動(dòng)、內(nèi)含子配對(duì)驅(qū)動(dòng)和RNA結(jié)合蛋白（RNA binding protein，RBP）驅(qū)動(dòng)的環(huán)化來(lái)實(shí)現(xiàn)，但研究表明內(nèi)含子配對(duì)驅(qū)動(dòng)的環(huán)化是合成ecircRNA最常見(jiàn)的方法。EIciRNA被認(rèn)為是ecircRNA形成的中間產(chǎn)物，研究表明，EIciRNA是內(nèi)含子與外顯子穩(wěn)定保留的結(jié)果，與ecircRNA不同，ciRNA和EIciRNA可調(diào)節(jié)RNA聚合酶Ⅱ和U1小核糖核蛋白的相互作用。

1.2 circRNA的生物學(xué)特性

細(xì)胞中circRNA生物學(xué)特性包括高豐度性、高度保守性、穩(wěn)定性以及時(shí)空特異性。

1.2.1 高豐度性circRNA分布廣泛，具有高豐度性的特性。在人成纖維細(xì)胞中已鑒定出25 000多種不同的circRNA，其中有14.4%的活躍轉(zhuǎn)錄基因可以產(chǎn)生ecircRNA。某些circRNA的豐度是線性RNA的十倍以上。此外，在人類、小鼠、植物、古生菌、線蟲(chóng)等多種物種中同樣也發(fā)現(xiàn)了circRNA。

1.2.2 高度保守性circRNA在真核生物中表達(dá)，在不同的物種中呈現(xiàn)出進(jìn)化上的保守性。到目前為止，已經(jīng)在人和鼠之間鑒定出69種反向剪接高度保守的circRNA。對(duì)3種類型circRNA序列的保守性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)由外顯子組成的ecircRNA總體保守，由內(nèi)含子組成的ciRNA與同時(shí)含有內(nèi)含子和外顯子的EIciRNA也表現(xiàn)出高度的保守性。

1.2.3 穩(wěn)定性circRNA具有很高的穩(wěn)定性，circRNA的共價(jià)閉合能抵抗RNaseR、脫支酶以及RNA外切酶的降解，并且比線性轉(zhuǎn)錄本更穩(wěn)定。circRNA在細(xì)胞中的平均半衰期超過(guò)48 h，比mRNA的半衰期（﹤10 h）長(zhǎng)得多。

1.2.4 時(shí)空特異性circRNA在同一生物的不同發(fā)育階段、同一發(fā)育階段的不同部位均表現(xiàn)出表達(dá)差異性，這樣的差異豐富了生物多樣性，揭示了分子生物學(xué)的研究中生物機(jī)體運(yùn)轉(zhuǎn)的高效性。

1.3 circRNA的功能

circRNA與傳統(tǒng)非編碼RNA有許多共同的功能。目前已報(bào)道circRNA的5種功能模型：①circRNA作為“miRNA海綿”，競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合內(nèi)源性miRNA；②circRNA作為“蛋白質(zhì)海綿”，競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合內(nèi)源RNA結(jié)合蛋白；③circRNA作為“編碼RNA”，能夠直接編碼多肽或蛋白質(zhì)；④circRNA作為“蛋白質(zhì)支架”而發(fā)揮作用；⑤circRNA具有“朊病毒樣的功能”，能夠通過(guò)催化二級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，進(jìn)而表現(xiàn)出朊病毒樣的活性。

1.3.1 circRNA作為miRNA海綿發(fā)揮作用 競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）屬于非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）一般功能的家族成員之一，一些ceRNA可以競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合miRNA，從而阻止miRNA與其靶向的RNA結(jié)合，進(jìn)而抑制這些miRNA的功能，稱為circRNA的miRNA海綿功能。

1.3.2 circRNA作為蛋白質(zhì)海綿發(fā)揮作用circRNA還可作為蛋白質(zhì)海綿，結(jié)合某些RNA結(jié)合蛋白，進(jìn)而影響其蛋白質(zhì)的功能和作用。circRNA蛋白質(zhì)海綿的一個(gè)典型例子是circMBL，circMBL及其兩側(cè)的內(nèi)含子含有幾個(gè)MBL結(jié)合位點(diǎn)，該circRNA能競(jìng)爭(zhēng)性地與MBL蛋白結(jié)合，影響MBL蛋白的功能。

1.3.3 circRNA可以直接翻譯成多肽或蛋白質(zhì)circRNA也具有編碼蛋白的潛力，Yang等報(bào)道了circRNA的翻譯被m6A修飾，在細(xì)胞質(zhì)中，m6A結(jié)合蛋白YTH N6-甲基腺苷RNA結(jié)合蛋白3（YTH N6-methyladenosine RNA binding protein 3，YTHDF3）和真核翻譯起始因子4γ2（eukaryotic translation initiation factor 4 gamma 2，EIF4G2）促進(jìn) m6A 修飾circRNA的翻譯。Legnini等報(bào)道稱，circZNF609可以通過(guò)一種“非帽依賴”的翻譯機(jī)制進(jìn)行翻譯。Zhang等報(bào)道稱circSHPRH也具有編碼能力，其翻譯的肽可以抑制膠質(zhì)瘤的進(jìn)展。

1.3.4 circRNA作為蛋白質(zhì)支架的功能circRNA作為蛋白質(zhì)支架，為蛋白質(zhì)間的相互作用以及形成蛋白質(zhì)功能復(fù)合物提供了場(chǎng)所。Li等報(bào)道了EIciRNA能與抗U1小核糖核蛋白抗體（U1 sn-RNP）結(jié)合，促進(jìn)U1 snRNP與RNA聚合酶Ⅱ的結(jié)合，使得EIciRNA能作為U1 snRNP和RNA聚合酶Ⅱ復(fù)合物的蛋白質(zhì)支架，進(jìn)而增強(qiáng)宿主靶基因的轉(zhuǎn)錄。

1.3.5 circRNA具有朊病毒樣活性 核酶是一種可以催化特定生化反應(yīng)的分子，circRNA具有像核酶一樣的功能。Badelt等報(bào)道了一種功能類似于朊病毒的circRNA分子，在這項(xiàng)研究中，作者設(shè)計(jì)了一種circRNA，它可以通過(guò)相互作用而觸發(fā)分子的自我催化復(fù)制，這項(xiàng)研究證明了circRNA也可能具有與朊病毒或核酶一致的特性。

2 circRNA在膠質(zhì)瘤中的作用及機(jī)制

2.1 circRNA與miRNA相互作用調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤進(jìn)展

在膠質(zhì)瘤中，circRNA與miRNA的相互作用是很常見(jiàn)的現(xiàn)象。據(jù)報(bào)道，hsa_circ_0000177在膠質(zhì)瘤組織中表達(dá)上調(diào)，熒光素酶實(shí)驗(yàn)證實(shí)了hsa_circ_0000177可作為靶向miRNA-638的海綿，結(jié)果表明，卷曲類受體7（frizzled class receptor 7，F(xiàn)ZD7）是miRNA-638的靶基因，并被hsa_circ_0000177上調(diào)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，hsa_circ_0000177阻斷WNT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，而miRNA-638抑制或FZD7恢復(fù)則促進(jìn)WNT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，提示hsa_circ_0000177通過(guò)上調(diào)FZD7的表達(dá)促進(jìn)WNT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而促進(jìn)膠質(zhì)瘤的黏附。另一項(xiàng)研究顯示，circ-ITCH正向調(diào)節(jié)腫瘤抑制基因ITCH的表達(dá)。circ-ITCH通過(guò)充當(dāng)靶向miRNA-214的海綿并阻斷WNT/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)ITCH的表達(dá)，從而阻斷腫瘤細(xì)胞增殖，然而circ-ITCH在膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)下調(diào)。這兩種circRNA都通過(guò)WNT途徑調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖。

Wang等報(bào)道circNT5E在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中過(guò)表達(dá)，circNT5E作為靶向miRNA-422a的海綿，在體內(nèi)試驗(yàn)中，circNT5E基因的敲除顯著抑制了U251細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、侵襲和遷移，并促進(jìn)了細(xì)胞凋亡。Xu等發(fā)現(xiàn)，circNFIX作為miRNA-34a-5p的分子海綿，通過(guò)靶向circNFIX（si-circNFIX）或miRNA-34a-5p模擬物的小干擾RNA轉(zhuǎn)染膠質(zhì)瘤細(xì)胞，從而抑制Notch信號(hào)通路下游蛋白he相關(guān)家族bHLH轉(zhuǎn)錄因子與YRPW基序2（hes related family bHLH transcription factor with YRPW motif 2，HEY2）、Jagged1和hes家族bHLH轉(zhuǎn)錄因子1（hes family bHLH transcription factor 1，HES1）的表達(dá)。將轉(zhuǎn)染了si-circNFIX的U87細(xì)胞注射到小鼠的右側(cè)肢體，與對(duì)照組相比，發(fā)現(xiàn)腫瘤的大小和體積都縮小了。提取小鼠腫瘤細(xì)胞，用定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction，qRT-PCR）和Western blot法檢測(cè)circ-NFIX、miRNA-34a-5p和神經(jīng)源性基因Notch同源蛋白1（neurogenic locus notch homolog protein 1，NOTCH1）的表達(dá)，結(jié)果表明si-circNFIX在體內(nèi)通過(guò)抑制NOTCH1的表達(dá)而抑制膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)。

研究表明，circRNA在膠質(zhì)瘤的發(fā)展過(guò)程中起到miRNA海綿的作用。例如，hsa_circ_0007534靶向miRNA-761上調(diào)了鋅指蛋白5（Zic family member 5，ZIC5）基因的表達(dá)，從而促進(jìn)了膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖和遷移。hsa_circ_0046701靶向miRNA-142-3p調(diào)控ITGB8基因的表達(dá)。hsa_circ_0012129作為海綿靶向miRNA-661調(diào)控膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖。hsa_circ_0008344的缺失可能通過(guò)與miRNA-433-3p/miRNA-450b-3p結(jié)合來(lái)抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的遷移和侵襲。circ-CFH作為靶向miRNA-149的海綿調(diào)控蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）1信號(hào)通路。在許多腫瘤中檢測(cè)到的circHIPK3能夠靶向miRNA-654調(diào)控腫瘤基因胰島素樣生長(zhǎng)因子2 mRNA結(jié)合蛋白3（insulin like growth factor 2 mRNA binding protein 3，IGF2BP3），所有這些circRNA都在膠質(zhì)瘤組織中上調(diào)。

在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中，circ-TTBK2與miRNA-217呈負(fù)相關(guān)，circ-TTBK2表達(dá)上調(diào)，miRNA-217表達(dá)下調(diào)。HNF1β基因是miRNA-217的靶點(diǎn)，在多種腫瘤中起癌基因的作用。miRNA-217能夠阻止circ-TTBK2介導(dǎo)的膠質(zhì)瘤細(xì)胞進(jìn)展。

另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，CDR1反義RNA（CDR1 antisense RNA，CDR1-AS）在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)較正常腦組織下調(diào)，且與miRNA-671-5p的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，CDR1-AS的下調(diào)是由于miRNA-671-5p介導(dǎo)的CDR1-AS降解，而CDR1-AS是已知的唯一被miRNA-671-5p降解的circRNA。

綜上所述，circRNA和miRNA相互作用參與膠質(zhì)瘤的形成和發(fā)展，并在膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和凋亡中發(fā)揮重要作用。

2.2 circRNA編碼蛋白和RNA結(jié)合蛋白與circRNA結(jié)合參與膠質(zhì)瘤的進(jìn)展

circRNA除miRNA海綿的作用外，還可以編碼與疾病進(jìn)展有關(guān)的蛋白質(zhì)。Yang等發(fā)現(xiàn)，circ-FBXW7在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)低于正常腦組織。circ-FBXW7由FBXW7基因外顯子3和4組成，在circ-FBXW7中有一個(gè)潛在的開(kāi)放閱讀框架，能夠編碼185個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，這個(gè)開(kāi)放閱讀框架是可以翻譯的，在內(nèi)部核糖體插入位點(diǎn)（internal ribosome entry site，IRES）的驅(qū)動(dòng)下翻譯成蛋白質(zhì)。雙熒光素酶載體系統(tǒng)表明，circ-FBXW7通過(guò)IRES元件的“非帽依賴”實(shí)現(xiàn)獨(dú)立翻譯。為了證實(shí)circ-FBXW7能夠在細(xì)胞中翻譯，將帶有標(biāo)簽的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染293個(gè)T細(xì)胞中，并對(duì)其翻譯產(chǎn)物進(jìn)行鑒定，結(jié)果表明帶有標(biāo)簽的抗體僅存在于circ-FBXW7-FLAG和FBXW7-FLAG中。在轉(zhuǎn)染細(xì)胞中檢測(cè)到一個(gè)約22 kD的蛋白，表明該質(zhì)粒已被翻譯（FBXW7-185aa）。研究人員隨后建立了circ-FBXW7和FBXW7-FLAG過(guò)表達(dá)載體，它們?cè)赨251和U373細(xì)胞中表達(dá)，并導(dǎo)致G期阻滯。當(dāng)circ-FBXW7被敲除后，F(xiàn)BXW7-185aa的表達(dá)降低，細(xì)胞周期加快，細(xì)胞存活率提高。這些結(jié)果表明，F(xiàn)BXW7-185aa能夠誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞周期阻滯并抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖。此外，F(xiàn)BXW7-185aa與泛素特異性蛋白酶28（ubiquitin specific peptidase 28，USP28）競(jìng)爭(zhēng)性地相互作用并釋放FBXW7a來(lái)降解cmyc，cmyc是腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵調(diào)控因子。在膠質(zhì)瘤中，circ-SHPRH也能編碼蛋白質(zhì)，在以往的研究中，circ-SHPRH被證明是肝細(xì)胞肝癌的生物標(biāo)志物。Begum等表明，SHPRH作為一種重要的腫瘤抑制因子，circ-SHPRH能夠編碼新的蛋白SHPRH-146aa，采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，從circ-SHPRH中直接制備SHPRH-146aa，SHPRH-146aa還可以防止SHPRH降解，從而調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤的進(jìn)展。

另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了circSMARCA5能與RBP結(jié)合，并在膠質(zhì)瘤中表達(dá)降低，過(guò)表達(dá)circSMARCA5可以抑制腫瘤細(xì)胞的遷移。據(jù)預(yù)測(cè)，circSMARCA5富含RBP結(jié)合位點(diǎn)，在過(guò)表達(dá)circSMARCA5的U87MG細(xì)胞中，絲氨酸和富含精氨酸的剪接因子3（serine and arginine rich splicing factor 3，SRSF3）RNA異構(gòu)體的表達(dá)增加，包含外顯子4。這個(gè)外顯子通常被依賴于SRSF1的方式跳過(guò)，SRSF1是一種已知的參與細(xì)胞遷移的腫瘤蛋白的正調(diào)控因子。SRSF3與另外兩種剪接因子，多嘧啶束結(jié)合蛋白1和2相互作用，正向調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的遷移。

2.3 circRNA參與膠質(zhì)瘤的血管生成并促進(jìn)膠質(zhì)瘤的發(fā)展

膠質(zhì)瘤是一種典型的血管依賴性實(shí)體瘤，因此抗血管生成療法可以有效治療膠質(zhì)瘤。circRNA參與了膠質(zhì)瘤的血管生成，促進(jìn)了膠質(zhì)瘤的進(jìn)展。

有研究發(fā)現(xiàn)沉默circRNA（cZNF292）可以抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖，并指出調(diào)控腫瘤血管生成的關(guān)鍵因素包括血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA）、表皮生長(zhǎng)因子和活性轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1的水平。在cZNF292下調(diào)的U87MG和U251細(xì)胞株中，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體 1/2（vascular endothelial growth factor receptor 1/2，VEGFR1/2）表達(dá)和表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子（epidermal growth factor，EGF）受體表達(dá)及VEGFR-1/2磷酸化水平均降低。在cZNF292沉默的U87MG細(xì)胞中，細(xì)胞周期被阻滯在S/G/M期，并且細(xì)胞周期與血管生成密切相關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)，調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程的WNT/β-catenin信號(hào)通路成員包括βcatenin、腺瘤性結(jié)腸息肉病蛋白（adenomatous polyposis coli，APC）、Axin、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子5（signal transduction and activator of transcription 5，STAT5），其表達(dá)也發(fā)生了相應(yīng)的變化，表明WNT/β-catenin途徑下調(diào)了cZNF292的表達(dá)。因此，這個(gè)信號(hào)通路調(diào)節(jié)細(xì)胞周期以抑制腫瘤的血管生成。

有研究表明，circ-SHKBP1在膠質(zhì)瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞（glioma vascular endothelial cell，GEC）中顯著上調(diào)，而下調(diào)circ-SHKBP1抑制了GEC的血管生成和血管生成因子1（angiogenic factor 1，AGGF1）的表達(dá)。該研究還發(fā)現(xiàn)，circ-SHKBP1是miRNA-544a/miRNA-379的功能靶點(diǎn)，而叉頭框蛋白1（forkhead box P1，F(xiàn)OXP1）和叉頭框蛋白 2（forkhead box P2，F(xiàn)OXP2）分別是miRNA-544a和miRNA-379的靶點(diǎn)。有研究表明，F(xiàn)OXP1可以促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，調(diào)節(jié)血管功能。此外，miRNA-544a/miRNA-379抑制circ-SHKBP1介導(dǎo)的膠質(zhì)瘤內(nèi)皮細(xì)胞的血管生成，F(xiàn)OXP1/FOXP2通過(guò)上調(diào)AGGF1轉(zhuǎn)錄促進(jìn)GEC血管生成。因此，circ-SHKBP1敲低或miRNA-544a/miRNA-379過(guò)表達(dá)可抑制膠質(zhì)瘤的血管生成。

2.4 circRNA作為膠質(zhì)瘤的治療靶點(diǎn)

circRNA在人腦膠質(zhì)瘤中有多種作用，根據(jù)其功能特性，circRNA可能被用作治療的靶點(diǎn)。越來(lái)越多的研究表明，敲低某些特定circRNA可以顯著抑制細(xì)胞增殖、遷移或血管生成。siRNA可以針對(duì)某些特定的circRNA進(jìn)行降解，可能是未來(lái)治療膠質(zhì)瘤的一種好方法，而作為腫瘤抑制因子的circRNA過(guò)表達(dá)也可以作為治療策略的一部分。

circRNA的工程研究也取得了一些新的進(jìn)展，這使得circRNA在膠質(zhì)瘤治療中產(chǎn)生新方法。Wesselhoeft等發(fā)明了一種通過(guò)構(gòu)建circRNA載體來(lái)表達(dá)蛋白質(zhì)的新方法。由于circRNA與線性RNA相比更加穩(wěn)定，因此基于circRNA的蛋白質(zhì)表達(dá)可能會(huì)提高生產(chǎn)效率。結(jié)果表明，外源性circRNA能產(chǎn)生非常優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)，且產(chǎn)量穩(wěn)定，這表明circRNA可能是一種優(yōu)質(zhì)的、高效的RNA分子，可用于蛋白質(zhì)表達(dá)。Meganck等構(gòu)建了基于重組腺相關(guān)病毒（adeno-associated virus，AAV）載體的組織特異性circRNA表達(dá)載體。結(jié)果表明，該載體能在小鼠腦、眼和心臟中高效表達(dá)circRNA和翻譯的circRNA。根據(jù)以上兩篇報(bào)道，可以在不久的將來(lái)設(shè)計(jì)出基于蛋白表達(dá)系統(tǒng)具有特定腦靶向的circRNA來(lái)治療膠質(zhì)瘤。

此外，circRNA的miRNA海綿功能也可用于膠質(zhì)瘤的治療。Liu等報(bào)道了一種攜帶5個(gè)miRNA-21結(jié)合位點(diǎn)的circRNA，命名為scRNA21，它能顯著降低miRNA-21的表達(dá)水平，抑制胃癌細(xì)胞的增殖。這項(xiàng)工作雖然與膠質(zhì)瘤無(wú)關(guān)，但針對(duì)特定miRNA的circRNA的設(shè)計(jì)和合成想法對(duì)膠質(zhì)瘤的治療是有價(jià)值的。miRNA-21和許多其他miRNA在膠質(zhì)瘤的發(fā)展過(guò)程中起著重要作用，這帶來(lái)了啟發(fā)，scRNA21也可以用來(lái)干擾膠質(zhì)瘤中的某些miRNA。構(gòu)建AAV的circRNA表達(dá)載體是實(shí)現(xiàn)這一想法的有力選擇。

3 小結(jié)與展望

膠質(zhì)瘤是一種嚴(yán)重威脅人類健康的人腦惡性腫瘤。circRNA在人腦中大量表達(dá)，參與大腦發(fā)育的生理過(guò)程。circRNA參與了膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和細(xì)胞周期進(jìn)程，這對(duì)膠質(zhì)瘤的診斷、預(yù)后和治療具有重要意義。circRNA可作為膠質(zhì)瘤的生物標(biāo)志物，因此具有診斷意義。circ-FBXW7和circ-SHPRH也可作為預(yù)后指標(biāo)，幫助評(píng)估患者的預(yù)后。與siRNA相比，circRNA具有較少的脫靶和不良反應(yīng)。因此，hsa_circ_0001649、cZNF292、hsa_circ_0046701、circNT5E 和circ-TTBK2等circRNA是更有利的分子治療靶點(diǎn)。circSMARCA與RBP SRSF1結(jié)合，是膠質(zhì)瘤分子治療的潛在靶點(diǎn)和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的藥物抑制劑。circ-SHKBP1在抗血管生成治療中也有潛在的應(yīng)用價(jià)值。隨機(jī)RNA測(cè)序技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)鑒定出許多重要的腫瘤RNA。值得注意的是，在膠質(zhì)瘤的進(jìn)展過(guò)程中，大多數(shù)circRNA被鑒定為miRNA海綿，這表明其他潛在的機(jī)制還需要進(jìn)一步的探索。基于全球腫瘤負(fù)擔(dān)，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)揭示circRNA在膠質(zhì)瘤發(fā)病機(jī)制中的潛在分子機(jī)制，并提高對(duì)所涉及的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的理解。最后，進(jìn)一步闡明circRNA與膠質(zhì)瘤發(fā)病機(jī)制的關(guān)系，將促進(jìn)circRNA在腦膠質(zhì)瘤診斷和治療中的臨床應(yīng)用。