CircSMARCA5 在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

金淑文，葉紅，舒思楠，許夢(mèng)梵，向宇恒

（1.三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，湖北 宜昌 443000；2.宜昌市中心人民醫(yī)院，湖北 宜昌 443000）

1 CircRNA簡(jiǎn)介

20世紀(jì)70年代，人們首次在RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了環(huán)狀RNA(circular RNA，circRNA)[1]，由于早期研究技術(shù)的局限性，circRNA被誤認(rèn)為是剪輯錯(cuò)誤后產(chǎn)生的無(wú)功能物質(zhì)。隨著基因測(cè)序和生物計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始對(duì)circRNA展開(kāi)深入研究，從而發(fā)現(xiàn)circRNA是RNA剪接后由RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄的功能產(chǎn)物，可以參與基因表達(dá)的調(diào)控[2]。與線(xiàn)性RNA 不同，通過(guò)外顯子或內(nèi)含子環(huán)化將5帽和多腺苷酸尾連接在一起形成的共價(jià)閉環(huán)結(jié)構(gòu)是circRNA的重要特征。由于半衰期比線(xiàn)性RNA長(zhǎng)，circRNA不易被R核糖核酸酶和核糖核酸外切酶降解，具有良好的穩(wěn)定性。其分子功能包括充當(dāng)microRNA海綿、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和剪接、適應(yīng)蛋白-蛋白相互作用等[3]。在細(xì)胞分化、生理穩(wěn)態(tài)甚至腫瘤發(fā)生中都存在circRNA發(fā)揮的多種生物學(xué)作用。近年來(lái)，隨著在惡性腫瘤中發(fā)現(xiàn)的circRNA數(shù)量不斷增加，越來(lái)越多的證據(jù)表明，circRNA在腫瘤組織中異常表達(dá)、參與腫瘤進(jìn)展過(guò)程，且與患者的臨床結(jié)局和預(yù)后相關(guān)[4-6]。據(jù)報(bào)道，circEPSTI1通過(guò)海綿吸附miR-4753和miR-6809調(diào)控BCL11A水平[7]，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖和凋亡。在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，circNT5E作為海綿抵抗miR-422a調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、遷移和侵襲[8]。CircLARP4通過(guò)結(jié)合miR-424-5p和調(diào)控Hippo信號(hào)通路[9]抑制GC的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。因此眾多circRNA已成為各類(lèi)癌癥分子生物標(biāo)志物的候選者，有望用于疾病的診斷、指導(dǎo)治療和預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)和預(yù)后，是醫(yī)學(xué)研究中的新熱點(diǎn)。

2 CircSMARCA5簡(jiǎn)介

CircSMARCA5[10-11]是來(lái)源于Smarc5基因第15和16外顯子的環(huán)狀RNA，是具有ATP依賴(lài)性和染色質(zhì)重塑活性的SWI/SNF家族成員，通過(guò)各種機(jī)制如通過(guò)PARP1聚合酶結(jié)合聚ADP核糖基化、泛素化、去乙?；涂赡艿募谆萚12]，滑動(dòng)和取代核小體發(fā)揮其催化能力，具有調(diào)節(jié)解旋酶和ATP酶活性、重塑染色質(zhì)和促進(jìn)Ⅱ類(lèi)基因海綿吸附miRNA調(diào)節(jié)細(xì)胞增轉(zhuǎn)錄的作用[13]。已有文獻(xiàn)表明circSMARCA5在肺癌、肝癌、胃癌、宮頸癌等多種癌癥中均有表達(dá)下調(diào)并發(fā)揮抗腫瘤作用，本文旨在綜述近年來(lái)文獻(xiàn)中對(duì)circSMARCA5在多種腫瘤發(fā)生機(jī)制中的研究進(jìn)展，以期為腫瘤性疾病的理論研究和臨床診斷及治療提供幫助。

3 CircSMARCA5在惡性腫瘤中

3.1 呼吸系統(tǒng)腫瘤

根據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)[14]統(tǒng)計(jì)的2 0 1 8年全球癌癥發(fā)病率和死亡率，肺癌是最常見(jiàn)的癌癥診斷(11.6%)和癌癥死亡的主要原因(18.4%)，且發(fā)病率正在逐步上升。其中非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)約占所有肺癌病例的85%[15]。由于診斷技術(shù)的不敏感，許多NSCLC患者被診斷時(shí)已經(jīng)進(jìn)展到晚期階段，手術(shù)切除只適用于早期階段的肺癌和明確部位的局部病灶，絕大多數(shù)患有晚期、復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性癌癥的患者5年總生存率(overall survival，OS)和無(wú)病生存率（disease free survival，DFS）極低。因此，更好地理解NSCLC發(fā)病機(jī)制對(duì)于早期診斷和改善NSCLC治療至關(guān)重要。有研究人員[16]發(fā)現(xiàn)circSMARCA5在NSCLC組織和細(xì)胞系中下調(diào)，過(guò)表達(dá)的circSMARCA5可顯著抑制NSCLC細(xì)胞系的增殖、遷移和侵襲，并抑制體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)。試驗(yàn)表明circSMARCA5通過(guò)分泌miR-19b-3p發(fā)揮其腫瘤抑制活性，而miR-19b-3p直接結(jié)合HOXA9并抑制其表達(dá)。這與Yu等人[17]的研究結(jié)論相符，重組R10-HOXA9蛋白可顯著降低NSCLC細(xì)胞的侵襲和遷移率：在實(shí)驗(yàn)性轉(zhuǎn)移小鼠模型中，重組R10-HOXA9蛋白可有效降低肺癌細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)率。用重組R10-HOXA9蛋白治療NSCLC細(xì)胞可顯著增加E-鈣粘蛋白的表達(dá)，R10-HOXA9能夠抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化。由此可知circSMARCA5通過(guò)調(diào)節(jié)miR-19b-3p/HOXA9軸對(duì)NSCLC發(fā)揮腫瘤抑制作用?；谶@些結(jié)果，circSMARCA5可能作為NSCLC的抑癌因子，進(jìn)一步的探索對(duì)指導(dǎo)NSCLC的診斷和治療具有重要意義。

3.2 消化系統(tǒng)腫瘤

胃癌（gastric cancer，GC）是世界上最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，盡管目前有一線(xiàn)治療，GC患者的OS值仍然很低，早期診斷和系統(tǒng)治療可顯著提高GC患者的生存結(jié)局。目前確診GC的金標(biāo)準(zhǔn)是胃鏡檢查，然而它的侵襲性相對(duì)限制了在初步診斷中的應(yīng)用[18]。CEA和CA19-9也是臨床常用的GC生物標(biāo)志物，雖然應(yīng)用廣泛，但在GC早期敏感性和特異性均欠佳[19]。因此，改善GC的早期檢測(cè)具有重要意義。Cai等[20]發(fā)現(xiàn)GC組織和細(xì)胞系中circSMARCA5表達(dá)下調(diào)，且circSMARCA5的表達(dá)與分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血管浸潤(rùn)和AJCC分期顯著相關(guān)。在進(jìn)一步評(píng)估circSMARCA5對(duì)GC患者生存結(jié)局的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，低circSMARCA5表達(dá)與GC患者較差的OS和DFS相關(guān)。由此提出circSMARCA5 的表達(dá)水平是影響GC患者生存的獨(dú)立預(yù)后因素。而功能試驗(yàn)顯示上調(diào)circSMARCA5可抑制GC細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，而下調(diào)circSMARCA5可促進(jìn)GC進(jìn)展，這表明circSMARCA5在GC中表達(dá)降低并發(fā)揮了腫瘤抑制作用。且研究表明circSMARCA5在血液和組織中具有高度的穩(wěn)定性，可以作為診斷GC以及判斷預(yù)后的潛在生物標(biāo)志物。然而circSMARCA5在GC中的表達(dá)模式和功能作用仍然是一個(gè)謎，有待進(jìn)一步研究。

研究表明circSMARCA5 在肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）組織及血漿樣本中表達(dá)顯著下調(diào)，過(guò)表達(dá)circSMARCA5可抑制HCC細(xì)胞增殖、促進(jìn)凋亡并抑制侵襲[21]。研究人員還發(fā)現(xiàn)，血漿circSMARCA5聯(lián)合AFP診斷AFP低于200ng/mL的HCC時(shí)具有更高的準(zhǔn)確性。因此，circSMARCA5可以作為HCC的潛在監(jiān)測(cè)標(biāo)志，尤其是AFP在臨界值的HCC患者。Yu等[22]學(xué)者也證實(shí)，由于受到一種核RNA解旋酶DHX9的調(diào)節(jié)，circSMARCA5在HCC組織中的表達(dá)較低，且與腫瘤細(xì)胞的侵襲性顯著相關(guān)，是HCC患者肝切除術(shù)后總生存率和無(wú)復(fù)發(fā)生存率的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素。體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，circSMARCA5通過(guò)海綿吸附miR-17-3p和miR-181b-5p，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤抑制因子TIMP3的表達(dá)，抑制肝癌的增殖和轉(zhuǎn)移。

肝內(nèi)膽管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC）是第二常見(jiàn)的原發(fā)性肝癌，盡管有手術(shù)和其他輔助療法，OS值不高，且仍有大量患者因復(fù)發(fā)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血管侵犯、化療耐藥性增加等風(fēng)險(xiǎn)較高，長(zhǎng)期生存較差。因此發(fā)現(xiàn)新的可以用于臨床應(yīng)用、提高長(zhǎng)期治療療效的生物標(biāo)志物是必要的。研究人員[23]發(fā)現(xiàn)circSMARCA5在ICC組織中相對(duì)于鄰近組織下調(diào)，且circSMARCA5水平與ICC患者ECOG表現(xiàn)評(píng)分、TNM分期和CA199異常狀態(tài)呈負(fù)相關(guān)，是ICC患者OS增加的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。原因可能是circSMARCA5通過(guò)在ICC中充當(dāng)miRNA海綿抑制細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，從而起到抑制ICC進(jìn)展的作用，因此circSMARCA5表達(dá)水平與ICC患者良好的臨床病理特征相關(guān)。然而這一推測(cè)有待進(jìn)一步的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。進(jìn)一步的功能實(shí)驗(yàn)顯示circSMARCA5的上調(diào)不僅抑制了ICC細(xì)胞的增殖，而且增加了ICC細(xì)胞對(duì)順鉑和吉西他濱的化療敏感性。研究者猜測(cè)circSMARCA5上調(diào)可能激活抗腫瘤基因(如TIMP3)的表達(dá)，也可能通過(guò)其定位基因(SMARCA5)提高DNA修復(fù)能力，獲得對(duì)DNA損傷因子的抗性，從而減少耐藥性的形成?？傊?，與circSMARCA5低表達(dá)的患者相比，高表達(dá)的患者的長(zhǎng)期生存率更高。這提示circSMARCA5可能是監(jiān)測(cè)ICC進(jìn)展和預(yù)后的重要標(biāo)志物，未來(lái)相關(guān)的分子機(jī)制研究將對(duì)ICC治療存在深遠(yuǎn)的臨床意義。

在結(jié)直腸癌的研究中，MiaoX等[24]發(fā)現(xiàn)circSMARCA5表達(dá)下調(diào)，并與預(yù)后呈正相關(guān)。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示，circSMARCA5通過(guò)海綿吸附miR-39-3p上調(diào)基因ARID4B的表達(dá)而抑制腫瘤細(xì)胞功能從而抑制結(jié)直腸癌的進(jìn)展，然而ARID4B調(diào)控CRC功能的下游因素仍未確定。此外，還有研究表明[25]circSMARCA5通過(guò)海綿吸附miR-552阻斷Wnt和YAP1通路從而在直腸癌中發(fā)揮抗腫瘤作用。

3.3 泌尿系統(tǒng)腫瘤

前列腺癌（prostate cancer，PCa）是全球男性中發(fā)病率僅次于肺癌的癌癥，而目前研究發(fā)現(xiàn)circSMARCA5在前列腺癌中作用的結(jié)論有所矛盾。與其在肺癌、肝癌等多種其他惡性腫瘤中所發(fā)揮的抑癌作用相似，有研究者[26]發(fā)現(xiàn)circSMARCA5可以海綿化miR-181b-5p和miR-17-3p促進(jìn)TIMP3表達(dá)，進(jìn)而抑制前列腺癌的惡性行為。然而，2017年孔哲等學(xué)者[27]發(fā)表的研究表明，circSMARCA5在前列腺癌樣本中上調(diào)，且雄激素可以顯著誘導(dǎo)circSMARCA5表達(dá)。后續(xù)功能實(shí)驗(yàn)提示circSMARCA5作為前列腺癌的致癌因素，可促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)展，抑制細(xì)胞凋亡。董春輝等學(xué)者[28]在2020年進(jìn)一步展開(kāi)的研究也證實(shí)，circSMARCA5在PCa細(xì)胞中異常上調(diào)，加速了PCa細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移和糖酵解。MiR-432[29-30]此前被證明在多種癌癥中發(fā)揮腫瘤抑制作用，circSMARCA5正是通過(guò)海綿化miR-432上調(diào)PCa細(xì)胞中PDCD10的表達(dá)，逆轉(zhuǎn)了miR-432積累對(duì)PCa細(xì)胞增殖,轉(zhuǎn)移和糖酵解的抑制作用。研究者們猜測(cè)可以從circSMARCA5/miR-432/PDCD10軸突破，恢復(fù)miR-432的表達(dá)可能是PCa的潛在治療策略。關(guān)于circSMARCA5在PCa中的機(jī)制研究仍待進(jìn)一步驗(yàn)證。

膀胱癌也是泌尿系統(tǒng)的常見(jiàn)惡性腫瘤，一項(xiàng)回顧性分析[31]156例膀胱癌患者的術(shù)前臨床病理特征及生存資料的研究顯示：腫瘤組織中circSMARCA5上調(diào)，miR-432下調(diào)，兩者表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。CircSMARCA5高表達(dá)而miR-432低表達(dá)與膀胱癌患者晚期腫瘤特征（腫瘤多樣性、大小、分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移）及低生存期相關(guān)。

3.4 生殖系統(tǒng)腫瘤

乳腺癌是女性人群中最常見(jiàn)的癌癥，也是癌癥死亡的主要原因。在乳腺癌的研究中,研究人員[10]發(fā)現(xiàn)circSMARCA5在乳腺癌組織中顯著降低，過(guò)表達(dá)的circSMARCA可以通過(guò)下調(diào)SMARC5提高乳腺癌細(xì)胞對(duì)順鉑和博萊霉素的藥物敏感性。目前順鉑和博萊霉素化療仍然是乳腺癌的標(biāo)準(zhǔn)治療方法，而研究者們們通過(guò)其親本基因SMARCA5的負(fù)調(diào)控，確定了circSMARCA5在體外和體內(nèi)調(diào)控乳腺癌細(xì)胞DNA損傷修復(fù)能力和藥物敏感性方面的關(guān)鍵作用，使其成為克服乳腺癌患者耐藥性的一個(gè)有力靶點(diǎn)。這些發(fā)現(xiàn)具有很高的臨床相關(guān)性。另外，乳腺癌患者血液樣本中circSMARCA5明顯低于對(duì)照組，而circSMARCA5是否可能作為評(píng)價(jià)乳腺癌液體活檢的一個(gè)指標(biāo)，還需要進(jìn)一步的臨床研究。

在女性癌癥中發(fā)病率僅次于乳腺癌的第二大殺手就是宮頸癌（cervical cancer，CC），其發(fā)生的機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，在多個(gè)階段受到基因功能解除的調(diào)控，目前仍不明確。有研究[32]表明CC中circSMARCA5表達(dá)下調(diào)，其表達(dá)水平也與腫瘤分期有關(guān)。過(guò)表達(dá)circSMARCA5抑制CC細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯。此外，CC組織中circSMARCA5與miR-620表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，circSMARCA5可以與miR-620結(jié)合，并顯著下調(diào)其表達(dá)。因此研究者們認(rèn)為circSMARCA5/m i R-6 2 0 調(diào)節(jié)軸參與了C C 的疾病進(jìn)展，circSMARCA5可能是一種潛在的生物標(biāo)記物，能為CC提供有效的治療靶點(diǎn)。

3.5 CircSMARCA5與其他腫瘤

除了上述腫瘤，circSMARCA5在其他類(lèi)型腫瘤中也有研究。Barbagallo等人[33]發(fā)現(xiàn)circSMARCA5在多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma multiforme，GBM)組織中表達(dá)相對(duì)正常腦實(shí)質(zhì)顯著下調(diào)，且其表達(dá)水平與GBM組織學(xué)分級(jí)之間存在負(fù)相關(guān)，circSMARCA5低表達(dá)的患者總生存率和無(wú)進(jìn)展生存率低于高表達(dá)患者，這表明它在惡性進(jìn)展中具有潛在的負(fù)面作用?；谶M(jìn)一步的體內(nèi)外數(shù)據(jù)，他們推測(cè)circSMARCA5可能通過(guò)調(diào)節(jié)RNA結(jié)合蛋白(RNA binding protein，RBP)，即剪接因子SRSF1（一種已知的參與細(xì)胞遷移正向調(diào)控的致癌蛋白[34]），來(lái)干擾GBM細(xì)胞的剪接。以往大多數(shù)研究將circRNA描述為miRNA海綿，認(rèn)為circRNA可以作為RBP調(diào)節(jié)器的觀點(diǎn)鮮見(jiàn)，然而該研究?jī)H包括56例GBM樣本，需要在更廣泛的病例對(duì)照研究中進(jìn)一步評(píng)估。另外，研究還發(fā)現(xiàn)從circSMARCA5是GBM細(xì)胞內(nèi)促血管生成與抗血管生成VEGFA亞型比例的上游調(diào)節(jié)因子，是一種極具前景的GBM預(yù)后和前瞻性抗血管生成分子[35]。為了進(jìn)一步描述GBM患者的分子表型，Barbagallo等人還分析了從GBM患者血清分離的細(xì)胞外小泡（extracellular vesicle，EV）中的circSMARCA5，發(fā)現(xiàn)circSMARCA5可能是GBM新的診斷性生物標(biāo)志物[36]。GBM患者的血細(xì)胞尤其是血小板、淋巴細(xì)胞，可能導(dǎo)致血清EV衍生的circSMARCA5表達(dá)失調(diào)。將血清EV衍生的circSMARCA5與術(shù)前中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞（NLR）、血小板與淋巴細(xì)胞（PLR）和淋巴細(xì)胞與單核細(xì)胞（LMR）的比率（三種已知的診斷和預(yù)后GBM標(biāo)記物）相結(jié)合進(jìn)行多變量ROC分析，可以提高GBM的診斷準(zhǔn)確性。

此外，在多發(fā)性骨髓瘤（multiplemyeloma，MM）的研究中，研究人員[37]發(fā)現(xiàn)circSMARCA5表達(dá)水平在MM患者中下調(diào)，且與較低的β2-MG水平和ISS分期、較好的預(yù)后相關(guān)，circSMARCA5通過(guò)直接海綿化miR-767-5p抑制MM細(xì)胞增殖，促進(jìn)其凋亡。

4 小結(jié)與展望

CircRNA是一種非編碼RNA，它顯示了物種、細(xì)胞類(lèi)型和發(fā)育階段的特異性表達(dá)模式。人們一直在探索circRNA在檢測(cè)疾病狀態(tài)和基因治療方面的潛在用途，由于其穩(wěn)定性、組織特異性和在體液中的豐度等多種特性，circRNA已成為了解不同疾病及其進(jìn)展的新工具，在未來(lái)可能作為各種疾病的潛在生物標(biāo)志物。盡管circRNA表達(dá)的失調(diào)在幾種類(lèi)型的癌癥中得到了強(qiáng)調(diào)，但大多數(shù)解除調(diào)控的circRNA在功能上直到今天仍不清楚。CircSMARCA5是circRNA家族的成員，研究表明circSMARCA5在癌癥中異常表達(dá)，目前大部分研究表明它起腫瘤抑制因子的作用，如胃癌、非小細(xì)胞肺癌、肝癌等。但也有部分研究發(fā)現(xiàn)circSMARCA5在前列腺癌和宮頸癌中表達(dá)增強(qiáng)，提示其可能是這類(lèi)腫瘤的致癌因素。CircSMARCA5在不同腫瘤中的表達(dá)模式和作用存在爭(zhēng)議，可能與腫瘤發(fā)生的分子機(jī)制多樣性有關(guān)，仍然需要更多的臨床樣本和試驗(yàn)數(shù)據(jù)去探索更明確的作用模式。本文綜述circSMARCA5在多種癌癥發(fā)展機(jī)制中的作用，為研究此類(lèi)疾病的發(fā)病機(jī)制及臨床診療提供思路。盡管circSMARCA5參與各類(lèi)腫瘤疾病的具體機(jī)制尚不清楚，但隨著生物信息技術(shù)的發(fā)展，circSMARCA5與腫瘤疾病之間的聯(lián)系最終將被揭示，并成為一種新型治療策略，為人類(lèi)健康作出重要貢獻(xiàn)。