环状RNA与卵巢癌的研究进展

张雨雪 张梦思 张凌焱

1 浙江大学医学院附属邵逸夫医院，浙江省杭州市 310000； 2 温州医科大学定理临床学院(温州市中心医院)

卵巢癌是妇科常见的恶性肿瘤之一，起病隐匿，无明显早期症状。由于有效早期诊断技术的缺乏，患者发现时多属晚期，5年生存率<30%，在妇科恶性肿瘤中病死率排于首位[1]。卵巢癌的标准治疗方法是手术，包括根治性切除或肿瘤细胞减灭术，以及手术后应用铂类化疗药物，但是肿瘤对药物治疗会产生耐药性，且卵巢癌容易复发，故卵巢癌生存率低[2]。因此，迫切需要早期诊断卵巢癌的新确诊手段及治疗方法。故近几年对卵巢癌发生机制、发展的研究不断深入，进一步了解了卵巢癌发生发展的传导通路以及卵巢癌的分子生物学机制，有利于新靶向药物的发明，对提高患者5年生存率至关重要。

1 环状RNA

1.1 环状RNA的来源 早在1976年科研工作者于类病毒中首次发现环状RNA (Circular RNA, circRNA), 因当时知识及检测技术的局限，不能对其进行充分而翔实的研究，因此被认为是外显子转录发生错误剪切而形成的产物。由于生物信息学的进步及新一代测序技术的发明, 陆续发现大量环状RNA存在于在真核生物及病毒体内，大家逐渐认识环状RNA的作用[3]。各种研究显示大多数真核生物的环状RNA产生于可变剪接, 而且有一些特殊的生物学功能。目前提出环状RNA的形成机制主要有3种：(1)内含子配对驱动环化：内含子区域的反向互补序列使得内含子区域配对，同时介导反向剪接从而形成环状RNA；(2)套索驱动环化：信使RNA前体(pre-mRNA)在转录过程中由于RNA发生部分折叠，拉近原本非相邻的外显子，从而发生外显子跳跃，使得被跨越的区域形成环行RNA中间体，进一步通过套索剪接形成外显子构成的环形RNA；(3)RNA结合蛋白[4]：环状RNA大量存在于细胞质中，由于环状RNA的套索结构，使其可逃脱核酸外切酶的剪切，从而稳定地存在于细胞内[5]。

1.2 环状RNA的基本特性 环状RNA广泛存在于真核生物细胞质中，少数存在于真核生物细胞核中，且种类繁多，主要由外显子构成，少部分由内含子环化形成，是一种环状闭合结构的RNA分子[6]，是一种特殊类型的非编码RNA。这种特殊类型的环状闭合结构使核酸外切酶对其难以进行降解，故相比于线性RNA，其更具有稳定性及保守性[7]。同一生物不同部位的环状RNA即使在同一发育阶段其含量及类型是不相同的，均表现出表达的差异性，使其在同一生物中具有组织及时空差异性，且环状RNA在不同组织中表达也存在明显差异性，使其存在疾病异质性[8]。环状RNA参与了各种生命体的生长发育，尤其在调节生命体规定的活动中表现出重要功能。环状RNA的特性使其应用于临床开发研究多种疾病，尤其是恶性肿瘤，如肿瘤筛选标志物、预后判断、手术等治疗效果的监测，同时也可以作为治疗靶点的研究, 在肿瘤诊断、治疗、预后方面前景远大。

1.3 环状RNA的功能 近期研究表明，环状RNA可作为“sponge”海绵吸微小RNA(miRNA)，竞争性结合并封闭miRNA，抑制mRNA翻译，促进其靶基因表达，参与生物学过程调控[9]，这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机制，发现circ-ITCA表达的降低与卵巢癌患者预后不良相关。他们发现在卵巢癌组织和细胞中circ-ITCA和mir-145呈负相关，circ-THC起着内源性RNA(ceRNA)到海绵mir-145的作用，增加了RASA1水平，通过CIRCH-ITCH-MIR-145-RASA1轴抑制卵巢癌细胞的恶性进展[10]。同时研究发现，环状RNA还存在其他功能，如可通过碱基互补配对直接调控其他RNA水平。环状RNA能与蛋白质结合，抑制蛋白质活性、募集蛋白质复合体的组合或调控蛋白质活性等。环形RNA除了可以在RNA水平发挥功能，更有报道表明其可作为翻译的模板指导蛋白质的合成[11]。综上所述，可见环状RNA在一系列疾病的发生、发展信号通路传导中起重要作用。最新研究还表明，环状RNA可能参与了癌症的发展与进展[12]。

2 环状RNA与卵巢癌

2.1 环状RNA参与卵巢癌的生物学调控 迄今，环状RNA与卵巢癌的细胞、组织间的生物学关系仍须进一步研究证实，根据国内及国外大量文献及实验表明环状RNA可能作为miRNA海绵参与卵巢癌的生物学调控。RASA1是RAS-GAP家族的一员，据报道参与了各种过程，包括抑制肿瘤细胞增殖、侵袭和转移，抑制肿瘤组织血管生成等多个方面抑制肿瘤的发生与发展[13]。研究发现卵巢癌组织和细胞中circ-ITCA和mir-145呈负相关[10]，circ-ITCA通过相应位点与 mir-145结合，竞争内源性ceRNA，削弱其抑制RSA p21蛋白活化子(RASA1)表达的作用，增加RASA1体外和体内实验的海绵作用，阻断下游Wnt/b-catenin信号传导[14]，通过导致RAF-MEK-ERK和PI3K-Akt途径产生异常的细胞内信号传导，从而导致细胞失调[15]。Jing等选取接受手术切除的20名卵巢癌患者的卵巢癌组织及正常邻近周围组织，对组织进行分型，发现与配对的正常组织相比，circ-ITCA在癌组织中明显下调，提出了RASA1沉默对体外和体内circ-ITCA的过度表达对卵巢癌细胞的肿瘤起促进作用[16]。Liuping Bao 等发现与癌周组织相比，肿瘤组织样本中VPS13C-has-circ-001567表达显著增加[17]。肿瘤组织中VPS13c-has-circ-001567的表达高水平与肿瘤转移阶段和淋巴转移相关[18]。这些结果表明，环状RNA(VPS13C-has-circ-001567、RAD50-has-circ-00718、SPECC1-has-circ-000013)通过调节癌细胞的生物学行为参与卵巢癌的发生、发展等。

2.2 环状RNA可作为卵巢癌的肿瘤标志物 由于缺乏早期卵巢癌筛查的有效手段，使得75%的患者发现即为晚期。卵巢癌的一项标志性特征即为血管内皮生长因子(VEGR)高表达[19]。 Qian-hui Li等使用定量逆转录(qRT)-PCR，发现circ-CSPP1在卵巢癌组织中高度表达，miR-1236-3p是circ-CSPP1的靶点[6]。circ-CSPP1沉默增加了miR-1236-3p的表达，circ-CSPP1过表达降低了miR-1236-3p表达。circ-CSPP1沉默也导致血管内皮生长因子A(VEGFA)的表达下降，将miR-1236-3p导入circ-CSPP1过度表达的卵巢癌细胞后，肿瘤促进作用被抑制。由此可见，环状RNA可以充当卵巢癌的新型肿瘤标志物，也可能是卵巢癌靶向治疗策略的新方法。

2.3 环状RNA可作为卵巢癌靶向治疗的新靶点 目前卵巢癌的治疗基本以手术及以术后应用铂类药物为基础的化疗，虽然目前手术水平、技巧的不断改进，化疗方案不断改良，但是卵巢癌的5年生存率仍提升缓慢。在美国这样的发达国家,卵巢癌的5年生存率仅达到了47%，我国近期5年生存率仅达41.8%[20]。虽然新的卵巢癌分子靶向药物，如抗血管生成药物的应用、多腺苷二磷酸核糖聚合酶(Polyadenosine diphosphate ribose polymerase,PARP)抑制剂等的出现，如与化疗药物联用或作为维持治疗，改善了卵巢癌患者的生存，但是卵巢癌的5年生存率仍提升缓慢，新的卵巢癌靶向药物迫切地需要出现。环状RNA可作为“sponge”海绵吸miRNA，抑制其靶基因表达，有更多的MRE结合位点，与常规线性miRNA相比，表现为不仅更稳定，而且作用更持久，比常规miRNA更加有效[21]。但需进一步研究环状RNA其他功能，积极将实验成果向临床转化，环状RNA可作为卵巢癌靶向治疗的新靶点。

3 小结与展望

环状RNA是转录组学的研究热点之一，环状RNA具有丰富、稳定的特性以及表达特异性[22]，使其具有广阔的临床应用前景。但是，环状RNA在卵巢癌中有各种表达模式，包括子发生和发展过程中的作用仍不清楚。进一步研究环状RNA的功能及其在恶性肿瘤中的作用可能为设计新的药物治疗卵巢癌提供依据。