環狀RNA在膽管癌發生機制中的研究進展

李秋光 鄧英

蘭州市第二人民醫院，甘肅 蘭州730000

膽管癌（cholangiocarcinoma，CCA）是起源于膽管上皮細胞的惡性腫瘤，發病率居原發性膽道惡性腫瘤之首，占惡性腫瘤的2%［1-2］，其中以肝門周圍的CCA最為常見［3］。近年來，CCA的發病率和死亡率在全球范圍內呈上升趨勢，對于這類疾病，早期發現、早期診斷并進行早期根治手術是目前主流的治療措施。由于CCA引起的膽道狹窄難以與其他良性疾?。ㄈ缒懯Y、膽道損傷、慢性硬化膽管炎等）區分，因此早期診斷比較困難，盡管ERCP和PTC等影像檢查手段在膽道惡性狹窄方面有一定的診斷價值，但往往無法給出明確且定性的診斷，加上膽管的解剖部位比較特殊，毗鄰結構復雜，癌細胞極易沿血管和神經鞘的浸潤而擴散，因此，手術治療通常難以達到預期療效［4］。有研究報道［5］，對CCA患者進行早期手術切除并聯合放化療輔助，5年生存率只有13%，CCA復發率則高達66%，嚴重威脅患者的生命安全。circRNA是一類普遍存在的內源性非編碼RNA，呈閉合狀結構，circRNA大部分存在于真核細胞的細胞質中，少部分內含子來源的circRNA存在于核酸內。有證據顯示，circRNA在疾病發生及發展過程中起著重要作用，參與腫瘤的發生與發展過程［6］，其作為未來靶向藥物的作用位點和惡性腫瘤的新型標志物特征越來越受研究人員的重視。本文就近年來circRNA在CCA中的研究進展作一綜述。

1 circRNA簡介

1.1 定義circRNA最早于1976年在植物的類病毒中發現，是一種單鏈共價閉合RNA，隨后真核細胞中也發現了circRNA的存在。circRNA是由前體信使RNA（precursormRNA，pre mRNA）通過反向剪接后由3′，5′磷酸二酯鍵首尾連接形成的共價閉合環狀結構，無典型的3’帽子結構和5’poly尾。隨著現代生物分子學的迅速發展，第二代分子測序技術已應用在各個領域，circRNA逐漸被科學家們所了解。

1.2 分類circRNA根據來源不同可分為四類，外顯子源的circRNA（exoniccircRNA）、外顯子和內含子的共同構成circRNA（exon-intron circRNA，ElciRNA）［7］、來自內含子源的circRNA（circularintronic RNA，ciRNA）和通讀circRNA（read-throughcircRNA，rt-circRNA）［8］。

1.3 生物學功能circRNA的生物學功能包括海綿效應、轉錄調節、參與蛋白質翻譯以及與蛋白質相互作用［9］。

1.3.1 海綿效應。Memczak等［10］研究表明，circRNAs形成了一類轉錄后調節因子，與其他RNA相競爭，通過miRNAs和rRBPs結合，并且通常在調節局部自由濃度的rRBPs、RNAs或其結合位點方面發揮作用。Hansen等［11］詳細闡述了circRNA的海綿效應，研究結果顯示在哺乳動物中發現一種circRNA即ciRS-7的表達明顯上調，并在后續實驗中確認其是miRNA-7“海綿”，存在70多個結合位點，且可對于miRNA-7的表達起到抑制作用；同時睪丸特異性circRNA Sry9是一種miRNA-138的“海綿”。隨后有更多的研究結論支持上述觀點，其中circRNACDR1as是研究最多也最具有代表性的circRNA，其具有74個miR-7結合點，亦可對于miRNA-7的表達起到抑制作用［12，13］。

1.3.2 轉錄調節。內含子源的circRNA主要是通過結合RNA聚合酶ⅱ復合體（polⅡ）來促進基因轉錄［9］，Li等［14］經過進一步的研究，發現circ EIF3J和circ PAIP2可以通過順序調節來促進其親本基因的表達。

1.3.3 參與蛋白質翻譯。長期以來，circRNA參與蛋白質翻譯的功能一直未被發現。直到Legnini等［15］通過對人正常組織和小鼠正常組織的成肌細胞分化過程中circRNA表達譜鑒定，發現了調控肌生成的circ-ZNF609，經蛋白組分析和western-bloting再次驗證，證明內源circ-ZNF60具有蛋白翻譯功能，且受熱激脅迫誘導；Pamudurti等［16］在對果蠅的研究中也得到類似的結果，在果蠅大腦組織中發現，部分circRNA可以與核糖體結合，并通過后續研究確認其可以翻譯成蛋白質。

1.3.4 與蛋白質相互作用。circRNA通過與蛋白質相互作用，參與調節多種生理活動。Du等［17］研究發現，circ-FOXO3可以與雙微體2蛋白（murine double minute 2，MDM2）和p53相互作用，從而促進介導MDM2的p53蛋白泛素化及降解。

2 circRNA與CCA的關系

目前circRNAs在CCA中的研究較少，有研究通過比較CCA和癌旁組織circRNA CDR1as的表達水平，發現circRNA CDR1as在CCA中過表達，并與腫瘤TNM分期、淋巴結侵犯、術后復發及總生存相關［18］。circRNA在許多惡性腫瘤中，如乳腺癌、喉癌、胃癌、肝癌、肺癌、結腸和直腸癌等均可能有異常表達或功能異常，而研究circRNA在惡性CCA發病機制中的作用，可能有助于揭示CCA的病理生理過程，為臨床進行CCA的深入研究提供參考，以期找到特異性腫瘤標志物，為改進該疾病的診療方法拓展新的思路和提供理論依據。以下將從circRNA與CCA發生機制和治療潛能兩方面進行闡述。

2.1 circRNA參與CCA的發生機制circRNA由于反式剪切，大量存在于真核細胞的細胞質中，奠定了其是miRNA海綿這一機制研究的必要條件，到目前為止，越來越多的報道顯示，circRNA作為miRNA調節腫瘤發生的主要方式是作為miRNA的海綿體。2015年，Hansen等［19］再次在circRNA上發現了miRNA的結合位點，并發現通過堿基相互補充的方法可抑制miRNA的功能，從而控制腫瘤生長的發育。Ma等［20］發現高表達的circRNA_000284在宮頸癌組織中可以通過吸附miR506來促進癌細胞增殖、遷移和侵襲。作為miR1228海綿，hsa_circ_100395通過調節miR1228/tcf21通路參與肺癌細胞的發生和發展［21］。Zhang等［22］研究證明，circRNA通過“海綿效應”浸潤miR-331-3p和調節轉化生長因子-β受體類型1 mRNA的表達，促進胃癌的進展，在胃癌組織和細胞系中，circRNA的表達明顯上調，抑制circRNA，可抑制胃癌細胞的增殖、遷移、侵襲和上皮細胞間充質轉化；加強表達circRNA，可促進胃癌細胞遷移、侵襲和上皮細胞間充質轉化，但對胃癌細胞增殖無影響。

在CCA方面，研究較多的是circRNA作為miRNA的“海綿體”，進而對下游靶基因進行調控［12］。通過對CCA及癌旁組織circRNA_CDR1as的表現水平進行比較，發現circRNA_CDR1as在CCA中表達異常，并與TNM腫瘤分期，淋巴結侵犯，術后恢復和總生存有關［9］。Li等［14］的研究發現，has_circ_0001649在CCA組織和細胞中表現出明顯的下調，后續的深入研究，發現其與腫瘤生長、分化程度、遷移和侵襲密切相關，辛龍祥［23］團隊通過二代測序技術篩選出hsa_circRNA_000585在CCA組織中呈現表達上調，并在后續的研究中提示miR-615-5p在CCA組織中顯著下調表達。之前曾有研究顯示，miR-615-5p在肺癌、胰腺癌組織中表達呈抑制狀態［24，25］，另外一項研究顯示，miR-615-5p可干擾肝癌患者的腫瘤免疫功能［26］。這些證據間接證明了circRNA作為miRNA的“海綿體”，進而對下游靶基因進行調控。因此，辛龍祥團隊得出結論，hsa_circRNA_000585可能作為miR-615-5p海綿參與CCA的發生。

2.2 circRNA在腫瘤治療方面的潛在應用價值由于少部分內含子來源的circRNA存在于核酸內，這類分子具有組織特異性、時序和疾病特異性，具備了成為分子標志物特征。因此，很多學者開始傾向研究circRNA成為腫瘤生物標記物及潛在治療靶點的可能性。Chen等［27］研究發現，circHIPK3通過調控circHIPK3/miR-124/AQP3通道，從而干預癌細胞的增殖、侵襲，有作為肝癌診治靶點的潛力。另一項研究顯示has_circRNA_103809和hsa_circRNA_104700可能與結直腸癌的發生息息相關，并可作為新的生物標志物來診斷結直腸癌［28］；Chen等［29］一項關于circRNA在肺癌發生機制中的研究結果顯示，hsa_circ_0000064可作為肺癌的潛在生物標志和治療靶點。

除此之外，circRNA還參與耐藥的產生，circ RNAPVT1在骨肉瘤組織、血清和耐藥的細胞系顯著上調表達，與預后呈負相關，通過siRNA沉默circPVT1抑制耐藥基因ABCB1表達，削弱骨肉瘤細胞對多柔比星和順鉑的耐藥性［11］；Guo等［30］研究顯示，食管癌細胞株circRNA異常表達與放療耐受有關；另外，結直腸癌細胞hsa_circ_0020397調控PD-L1上調表達刺激腫瘤免疫逃逸［31］。Yang等［32］通過實驗發現，circ－FBXW7翻譯生成的蛋白FBXW7可以調節原癌基因的C-MYC蛋白穩定度，從而抑制惡性膠質瘤的形成和發展。

3 小結

circRNA相關研究應用于肝癌、胃癌、結腸癌、胰腺癌、乳腺癌、口腔腫瘤、肺癌、免疫系統及大腦組織等領域，從而獲取到相應的circRNA特異表達。盡管越來越多的證據表明circRNA在癌癥中起著相關作用，但其在CCA的發生和發展方面的作用還未得到深入研究，circRNA相互之間復雜的分子機制及相關通路尚未完全了解，特別是在國內，這一領域仍是空白，CCA是膽道第一大惡性腫瘤，術后五年生存率較低，復發率較高，嚴重影響患者生存。因此，找到各亞型的異常表現，并將circRNA作為靶點進行深入的實驗研究和辨證，分析其上、下游的分子調節機制，無疑為分析CCA發生機制提供理論依據，并且為改進該疾病的診斷與治療方法提供了新思路，此項研究有望成為膽囊癌診斷、預測預后的新的生物學標志物。隨著對環狀RNA研究的不斷深入，相信其在膽囊癌診斷及治療中將會有廣泛的應用前景。