環狀RNA與卵巢癌的研究進展

張雨雪 張夢思 張凌焱

1 浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院，浙江省杭州市 310000； 2 溫州醫科大學定理臨床學院(溫州市中心醫院)

卵巢癌是婦科常見的惡性腫瘤之一，起病隱匿，無明顯早期癥狀。由于有效早期診斷技術的缺乏，患者發現時多屬晚期，5年生存率<30%，在婦科惡性腫瘤中病死率排于首位[1]。卵巢癌的標準治療方法是手術，包括根治性切除或腫瘤細胞減滅術，以及手術后應用鉑類化療藥物，但是腫瘤對藥物治療會產生耐藥性，且卵巢癌容易復發，故卵巢癌生存率低[2]。因此，迫切需要早期診斷卵巢癌的新確診手段及治療方法。故近幾年對卵巢癌發生機制、發展的研究不斷深入，進一步了解了卵巢癌發生發展的傳導通路以及卵巢癌的分子生物學機制，有利于新靶向藥物的發明，對提高患者5年生存率至關重要。

1 環狀RNA

1.1 環狀RNA的來源 早在1976年科研工作者于類病毒中首次發現環狀RNA (Circular RNA, circRNA), 因當時知識及檢測技術的局限，不能對其進行充分而翔實的研究，因此被認為是外顯子轉錄發生錯誤剪切而形成的產物。由于生物信息學的進步及新一代測序技術的發明, 陸續發現大量環狀RNA存在于在真核生物及病毒體內，大家逐漸認識環狀RNA的作用[3]。各種研究顯示大多數真核生物的環狀RNA產生于可變剪接, 而且有一些特殊的生物學功能。目前提出環狀RNA的形成機制主要有3種：(1)內含子配對驅動環化：內含子區域的反向互補序列使得內含子區域配對，同時介導反向剪接從而形成環狀RNA；(2)套索驅動環化：信使RNA前體(pre-mRNA)在轉錄過程中由于RNA發生部分折疊，拉近原本非相鄰的外顯子，從而發生外顯子跳躍，使得被跨越的區域形成環行RNA中間體，進一步通過套索剪接形成外顯子構成的環形RNA；(3)RNA結合蛋白[4]：環狀RNA大量存在于細胞質中，由于環狀RNA的套索結構，使其可逃脫核酸外切酶的剪切，從而穩定地存在于細胞內[5]。

1.2 環狀RNA的基本特性 環狀RNA廣泛存在于真核生物細胞質中，少數存在于真核生物細胞核中，且種類繁多，主要由外顯子構成，少部分由內含子環化形成，是一種環狀閉合結構的RNA分子[6]，是一種特殊類型的非編碼RNA。這種特殊類型的環狀閉合結構使核酸外切酶對其難以進行降解，故相比于線性RNA，其更具有穩定性及保守性[7]。同一生物不同部位的環狀RNA即使在同一發育階段其含量及類型是不相同的，均表現出表達的差異性，使其在同一生物中具有組織及時空差異性，且環狀RNA在不同組織中表達也存在明顯差異性，使其存在疾病異質性[8]。環狀RNA參與了各種生命體的生長發育，尤其在調節生命體規定的活動中表現出重要功能。環狀RNA的特性使其應用于臨床開發研究多種疾病，尤其是惡性腫瘤，如腫瘤篩選標志物、預后判斷、手術等治療效果的監測，同時也可以作為治療靶點的研究, 在腫瘤診斷、治療、預后方面前景遠大。

1.3 環狀RNA的功能 近期研究表明，環狀RNA可作為“sponge”海綿吸微小RNA(miRNA)，競爭性結合并封閉miRNA，抑制mRNA翻譯，促進其靶基因表達，參與生物學過程調控[9]，這是其最重要的功能之一。Liuping Bao等研究circ-ITCA在卵巢癌中的作用及機制，發現circ-ITCA表達的降低與卵巢癌患者預后不良相關。他們發現在卵巢癌組織和細胞中circ-ITCA和mir-145呈負相關，circ-THC起著內源性RNA(ceRNA)到海綿mir-145的作用，增加了RASA1水平，通過CIRCH-ITCH-MIR-145-RASA1軸抑制卵巢癌細胞的惡性進展[10]。同時研究發現，環狀RNA還存在其他功能，如可通過堿基互補配對直接調控其他RNA水平。環狀RNA能與蛋白質結合，抑制蛋白質活性、募集蛋白質復合體的組合或調控蛋白質活性等。環形RNA除了可以在RNA水平發揮功能，更有報道表明其可作為翻譯的模板指導蛋白質的合成[11]。綜上所述，可見環狀RNA在一系列疾病的發生、發展信號通路傳導中起重要作用。最新研究還表明，環狀RNA可能參與了癌癥的發展與進展[12]。

2 環狀RNA與卵巢癌

2.1 環狀RNA參與卵巢癌的生物學調控 迄今，環狀RNA與卵巢癌的細胞、組織間的生物學關系仍須進一步研究證實，根據國內及國外大量文獻及實驗表明環狀RNA可能作為miRNA海綿參與卵巢癌的生物學調控。RASA1是RAS-GAP家族的一員，據報道參與了各種過程，包括抑制腫瘤細胞增殖、侵襲和轉移，抑制腫瘤組織血管生成等多個方面抑制腫瘤的發生與發展[13]。研究發現卵巢癌組織和細胞中circ-ITCA和mir-145呈負相關[10]，circ-ITCA通過相應位點與 mir-145結合，競爭內源性ceRNA，削弱其抑制RSA p21蛋白活化子(RASA1)表達的作用，增加RASA1體外和體內實驗的海綿作用，阻斷下游Wnt/b-catenin信號傳導[14]，通過導致RAF-MEK-ERK和PI3K-Akt途徑產生異常的細胞內信號傳導，從而導致細胞失調[15]。Jing等選取接受手術切除的20名卵巢癌患者的卵巢癌組織及正常鄰近周圍組織，對組織進行分型，發現與配對的正常組織相比，circ-ITCA在癌組織中明顯下調，提出了RASA1沉默對體外和體內circ-ITCA的過度表達對卵巢癌細胞的腫瘤起促進作用[16]。Liuping Bao 等發現與癌周組織相比，腫瘤組織樣本中VPS13C-has-circ-001567表達顯著增加[17]。腫瘤組織中VPS13c-has-circ-001567的表達高水平與腫瘤轉移階段和淋巴轉移相關[18]。這些結果表明，環狀RNA(VPS13C-has-circ-001567、RAD50-has-circ-00718、SPECC1-has-circ-000013)通過調節癌細胞的生物學行為參與卵巢癌的發生、發展等。

2.2 環狀RNA可作為卵巢癌的腫瘤標志物 由于缺乏早期卵巢癌篩查的有效手段，使得75%的患者發現即為晚期。卵巢癌的一項標志性特征即為血管內皮生長因子(VEGR)高表達[19]。 Qian-hui Li等使用定量逆轉錄(qRT)-PCR，發現circ-CSPP1在卵巢癌組織中高度表達，miR-1236-3p是circ-CSPP1的靶點[6]。circ-CSPP1沉默增加了miR-1236-3p的表達，circ-CSPP1過表達降低了miR-1236-3p表達。circ-CSPP1沉默也導致血管內皮生長因子A(VEGFA)的表達下降，將miR-1236-3p導入circ-CSPP1過度表達的卵巢癌細胞后，腫瘤促進作用被抑制。由此可見，環狀RNA可以充當卵巢癌的新型腫瘤標志物，也可能是卵巢癌靶向治療策略的新方法。

2.3 環狀RNA可作為卵巢癌靶向治療的新靶點 目前卵巢癌的治療基本以手術及以術后應用鉑類藥物為基礎的化療，雖然目前手術水平、技巧的不斷改進，化療方案不斷改良，但是卵巢癌的5年生存率仍提升緩慢。在美國這樣的發達國家,卵巢癌的5年生存率僅達到了47%，我國近期5年生存率僅達41.8%[20]。雖然新的卵巢癌分子靶向藥物，如抗血管生成藥物的應用、多腺苷二磷酸核糖聚合酶(Polyadenosine diphosphate ribose polymerase,PARP)抑制劑等的出現，如與化療藥物聯用或作為維持治療，改善了卵巢癌患者的生存，但是卵巢癌的5年生存率仍提升緩慢，新的卵巢癌靶向藥物迫切地需要出現。環狀RNA可作為“sponge”海綿吸miRNA，抑制其靶基因表達，有更多的MRE結合位點，與常規線性miRNA相比，表現為不僅更穩定，而且作用更持久，比常規miRNA更加有效[21]。但需進一步研究環狀RNA其他功能，積極將實驗成果向臨床轉化，環狀RNA可作為卵巢癌靶向治療的新靶點。

3 小結與展望

環狀RNA是轉錄組學的研究熱點之一，環狀RNA具有豐富、穩定的特性以及表達特異性[22]，使其具有廣闊的臨床應用前景。但是，環狀RNA在卵巢癌中有各種表達模式，包括子發生和發展過程中的作用仍不清楚。進一步研究環狀RNA的功能及其在惡性腫瘤中的作用可能為設計新的藥物治療卵巢癌提供依據。