環狀RNA在卵巢癌中的研究新進展

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%，大多數漿液性卵巢癌發現時已經是Ⅲ期（51%）或Ⅳ期（29%）[1]，且多數在晚期被診斷時已經發現廣泛的腹膜轉移，因此5 年生存率僅為30%[2]。由于晚期診斷導致低生存率，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后是研究重點[3]。如何在早期篩查出卵巢癌患者是該病面臨的主要挑戰，因此，探索卵巢癌進展的分子機制和鑒定有價值的標志物極為重要。晚期卵巢癌的標準治療方法包括減瘤手術和化療，目前標準的一線化療方法是紫杉醇聯合鉑類，許多患者由于化療藥物的耐藥性而復發，所以卵巢癌的復發和預后不良仍然是個問題[4]。因此，探究卵巢癌化療患者耐藥機制也尤為重要。

環狀RNA（circular RNAs，circRNA）是一種特殊的新型內源性非編碼RNA，是目前RNA 領域的最新研究熱點。與線性RNA 不同，circRNA 具有共價的閉環結構，沒有5′-3′極性，也沒有多聚腺苷酸尾[5]。所以circRNA 比線性RNA 穩定性更高，并且不易被RNA 核酸外切酶降解[6]。在某些情況下，環狀分子的豐度超過相應線性mRNA 的豐度的10 倍[7]。大多數circRNA 在不同物種之間進化保守，其表達具有組織特異性和（或）發育階段特異性。此外，在腫瘤組織、血液和唾液中都可以檢測到circRNA[8]。circRNA在物種中的高豐度、穩定性和進化保守性使其具有許多潛在功能[9]。circRNA 的一系列性質表明它們可以成為診斷疾病的理想生物標志物[10]。近年研究表明，circRNA 在卵巢癌的發病、診斷、治療、預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的circRNA。

1 circRNA 概述

1.1 circRNA 的生物發生circRNA 是一類以前體mRNA（pre-mRNA）為模板經反向剪切后，通過3′和5′末端共價結合形成的環形RNA[16]。基于circRNA獨特的組成和環化機制，將circRNA 分為三類：外顯子circRNA、內含子circRNA 和外顯子-內含子circRNA[17]。circRNA 在不同細胞系典型剪接體機制中的反向剪接事件獨特而多樣，現已提出3 種circRNA 形成的機制模型：外顯子跳躍，內含子配對和RNA 結合蛋白相互作用[18-21]。

1.2 circRNA 的功能有研究對某些circRNA 進行了復雜的體內研究并證明了其功能。目前普遍認為，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]：關于非編碼RNA 功能的研究最多的就是miRNA 海綿化，circRNA 可以充當競爭性內源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）或miRNA 海綿，它們通過競爭性與miRNA 結合間接調控基因表達來充當miRNA 海綿，circRNA 的miRNA 結合力高于任何其他ceRNA。②與蛋白質結合[23]：circRNA 與不同的蛋白質結合來抑制蛋白質的功能（蛋白質誘餌），促進蛋白復合物的形成，并且能讓不同蛋白質之間相互作用。③直接/間接調節轉錄[24]：circRNA 在轉錄水平具有兩種調控途徑，一種是在初始階段參與轉錄前起始復合物的形成；另一種是在延伸階段，circRNA 在轉錄位點積聚，通過與RNA 聚合酶Ⅱ相互作用來調控親本基因的轉錄[25]。④編碼蛋白質和肽：circRNA沒有起始密碼子，長期以來人們認為它們無法翻譯。Panda 等[26]證實了circRNA 不需要大的多聚核糖體，僅用少量核糖體，足以將circRNA 轉化為肽和蛋白質。有報道證明有些含有開放閱讀框（open reading frame，ORF）的circRNA，類似于長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA），可以產生小蛋白或微肽[27]。此外，與其他非編碼RNA 不同，少數細胞質內的外顯子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可抑制卵巢癌細胞的增殖、遷移和侵襲，在體內沉默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）軸促進卵巢癌細胞增殖、遷移和侵襲，這也表明hsa_circ_0051240 作為癌基因可以促進卵巢癌的發展[28]。另有研究發現circEPSTI1在卵巢癌組織中有明顯上調，circEPSTI1 通過抑制miR-942 來調節上皮基質相互作用蛋白1（epithelial stromal interaction 1，EPSTI1）水平，促進卵巢癌進展，提示了抑制circEPSTI1 可抑制癌細胞的生長和侵襲，并誘導卵巢癌細胞程序性死亡，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胞的生長、增殖、遷移與侵襲能力。Chen 等[30]研究發現，卵巢癌患者卵巢組織中的circRNACDR1as表達顯著低于無卵巢癌患者。CDR1as充當miR-135b-5p 的海綿，促進缺氧誘導因子1-α抑制劑（hypoxia-inducible factor 1-alpha inhibitor，HIF1AN）的表達，從而抑制腫瘤發展。另有研究發現，circ-100338[31]和circ-010567[32]可作為海綿結合miR-141，而miR-141 可以通過靶向Kruppel 樣轉錄因子12/刺激蛋白1/凋亡抑制基因survivin（klf12/sp1/survivin）軸[33]和Kelch 樣環氧氯丙烷相關蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）[34]增強卵巢癌細胞的生存能力。因此，它們可能作為抑癌基因抑制卵巢癌細胞的遷移、侵襲和生存能力。

2.2 circRNA 與卵巢癌的轉移卵巢癌患者廣泛轉移和復發是造成生存率低下的主要原因。對于上皮性卵巢癌（epithelial ovarian cancer，EOC）患者，已經證實大網膜、腹膜、膈肌和小腸系膜的轉移是不良預后的主要因素[35]。因此，闡明卵巢癌轉移的機制至關重要。有研究證明，circRNA 與卵巢癌的浸潤轉移之間存在關聯[36]。circRNA 可參與調控多種腫瘤相關信號通路從而影響腫瘤的發生發展，如核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信號通路、轉化生長因子β（TGF-β）信號通路，而這些通路會影響卵巢癌的增殖、侵襲、遷移與上皮間質轉化（EMT）進程等。有研究對EOC 的原發灶、腹膜和淋巴結轉移病灶進行高通量測序分析，發現在轉移性癌中與NF-κB、磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）和TGF（均含有多個miR-24/let-7 結合位點）相對應的mRNA 上調和circRNA 下調，表明circRNA 可以利用其環化競爭性地抑制miRNA 的線性剪接和海綿功能，并調節與腫瘤轉移相關基因的表達，最終導致卵巢癌的廣泛轉移[37]。這種差異表達模式可能使這些circRNA 成為高度異源的癌癥轉錄組的生物標記。

2.3 circRNA 與卵巢癌化療藥耐藥有研究發現，miRNA 和lncRNA 在卵巢癌的發生、發展和耐藥中起重要作用[38-39]。而越來越多的證據表明circRNA 通過與miRNA 相互作用發揮了功能，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。研究者通過體外和體內試驗證明了CDR1as 在鉑耐藥中的功能。通過兩個不同的數據庫進行的生物信息學預測分析，miR-1270 是CDR1as 的分子靶向標志物，這種miRNA 在順鉑敏感細胞中高表達，而CDR1as 表達趨勢明顯相反。此外，抑癌基因SCAI 是miR-1270 的直接靶向標志物，miR-1270 通過與其3′UTR 上的結合位點結合，降低SCAI 在順鉑敏感細胞中的表達。研究者還在血清外泌體中檢測到低水平的CDR1as，這表明使用這種circRNA 可作為檢測卵巢癌患者順鉑耐藥性的穩定工具[14]。

2.3.2 circRNA 與卵巢癌紫杉醇耐藥研究發現circCELSR1（hsa＿circ＿0063809）通過miR-1252 調節FOXR2 表達，從而促進卵巢癌細胞的紫杉醇耐藥性[15]。越來越多的證據表明，AKT 激活途徑導致了化學治療藥物的耐藥性[40]，而MK-2206 是口服AKT 抑制劑，與標準化療藥物或分子靶向藥物聯合治療可預防AKT 磷酸化并增強抗腫瘤功效[41]。有研究發現MK-2206 和紫杉醇對卵巢癌細胞的凋亡具有協同作用，并且這種協同作用在circPLEKHM3 表達缺失的卵巢癌細胞中增加，反應了circPLEKHM3 在卵巢癌細胞對紫杉醇耐藥機制中發揮重要作用[42]。

3 circRNA 在卵巢癌中潛在的臨床價值

3.1 circRNA 作為潛在的生物標記物circRNA 可作為卵巢癌潛在的無創生物標志物。Wang 等[43]研究發現血清circSETDB1 促進腫瘤發展，并且在漿液性卵巢癌（serous ovarian cancer，SOC）中被上調，故認為這種circRNA 具有作為生物標志物的潛力。首先，他們評估了這種circRNA 鑒別SOC 患者與健康對照組的能力。受試者工作特征曲線（ROC）分析表明，血清circSETDB1 表達可用于區分SOC 患者與健康對照組，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區分化療藥耐藥的SOC 患者與化療藥敏感的SOC 患者的數據顯示，circSETDB1 可用于評估藥物化學敏感性，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 水平是否可以預測無進展生存期（PFS），circSETDB1 水平低的患者平均PFS 為18.9 個月，高水平患者的PFS 為13.2 個月，這些數據共同證明circSETDB1 是可作為診斷SOC 和評估預后的生物標志物。血清circMAN1A2 在包括卵巢癌在內的多種癌癥中被上調，即使circMAN1A2 作為卵巢癌的生物標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%，說明有必要進行進一步的研究以確認這種circRNA作為卵巢癌生物標志物的潛在作用[44]。

3.2 circRNA 提供卵巢癌治療靶向標志物如上所述，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的circRNA，或恢復腫瘤組織中被下調的具有抑癌功能的circRNA。據報道，抑癌circRNA 可作為內源性海綿，與致癌miRNA（oncogenic miRNAs，oncomiRs）結合并抑制其功能[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 出現過表達，所以可以人工合成抑癌circRNA 使其同時結合并抑制多個oncomiRs。此外，類似于具有70 多個miRNA 結合位點的miR-7 海綿，人工circRNA 可以具有同一個miRNA的多個結合位點[45]。因此，circRNA 是oncomiR 的理想抑制劑。近年已開發出合成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 療法具有明顯優勢：circRNA 的半衰期比mRNA 更長，因此可以減少劑量和治療頻率。但是由于circRNA 與某些病毒顆粒結構相似[36]，這種療法也有許多潛在危險，例如，尚不清楚人工circRNA 是否會像miRNA 一樣激活免疫系統進而誘導全身炎癥反應綜合征（SIRS），這是RNA 療法最嚴重的不良反應。

致癌circRNA 過度表達，通常會滅活抑癌miRNA。目前尚缺乏關于抑制致癌circRNA 的研究，但抑制致癌circRNA 療法具有潛在臨床價值。第一，與miRNA 療法類似，可以用人工小分子來阻斷circRNA的生物發生。第二，找到某種小RNA 分子，使其與負責海綿化和下調抑癌miRNA 的circRNA 位點結合，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circRNA 降解，比如可以對其進行化學修飾的小干擾RNA（siRNA）[48-49]。siRNA 需要以環狀轉錄本的反向剪接為靶點來誘導敲低circRNA[50]。

4 結語與展望

隨著高通量測序技術和生物信息學的發展，circRNA 成為了非編碼RNA 的研究熱點，circRNA影響著腫瘤的進展，已顯示出其在腫瘤診斷、治療及判斷預后的巨大潛力。circRNA 基因表達的失調被認為是導致卵巢癌發生和進展的主要機制之一。目前已經逐漸認識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 家族僅有少數被鑒定出與卵巢癌的關系，還需要更深入全面地探究其在卵巢癌發病機制中的作用及其作用機制，為卵巢癌的診治提供新思路。