环状RNA与肿瘤

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1、环状RNA与肿瘤CircularRNA(circRNA)叫做环形RNA,是一种新的内源性非编码RNA,作为RNA家族的新成员成为研究热点。不像线性RNA那样有5’帽子结构和3’尾巴结构,circRNA是闭合的环状结构,没有5’-3’极性和聚核苷酸的尾巴结构1。在包括肿瘤在内的多种疾病的研究中,发现其与疾病的潜在关联,并在其中发挥重要的调控作用,有巨大的潜力成为新型的临床诊疗靶标。最初,在二十世纪七十年代,在RNA病毒中circRNA被首先发现,可是,但是其表达水平低下,当时被认为是由于可变剪切(alternativesplicing)出错形成的,甚至被

2、认为是实验操作因素或是遗传异常造成的,没有被学术界重视2。但是,随着RNA测序技术和生物信息学的发展,显示在哺乳动物细胞中存在大量circRNA,其表达丰富、成内源性、结构保守且稳定3-5。CircRNA由特殊的末端反向互补的前体mRNA可变剪切,并首尾环化形成环状RNA。其剪接形式多种,主要可分为外显子环化(exoncircularization)和内含子环化(introncircularization)。其中外显子环化circRNA有两种形成模型:套索驱动的环化(lariat-drivencircularization)和内含子配对驱动的环化(in

3、tron-pairing-drivencircularization)6,7。circRNA有以下一些特性:1.由于其闭合环状结构使其比线性RNA更稳定,不易被RNA酶降解8。2.circRNA有丰富的多样性。3.CircRNA多包含外显子,主要定位于细胞质并可能有miRNA响应元件(miRNAresponseelements,MREs)3。4.具有时空特异性3,9。5.CircRNA多数为内源性,少数外源性。6.不同物种之间circRNA进化保守7。关于circRNA的功能研究有几个方面,最主要的一个是认为circRNA参与转录后调控,其类似于一个内

4、源性RNA或miRNA的海绵,可以竞争性的抑制RNA/miRNA的转录调控3,5,10。除此之外,circRNA还可以通过抑制转录起始位点调节可变剪切或转录。此外,circRNA还可以调节其亲缘基因的表达7。研究发现miR-7与肿瘤的起始和进展密切相关11。Li等人发现在食管鳞癌中cir-ITCH有显著的下降,通过分析推测其可能和miR-7,miR-17和miR214之间有相互作用,上调ITCH水平,这会促使泛素化介导的Dvl2降解,降低原癌基因cmyc的表达,这个过程会抑制wnt信号通路起到抑制肿瘤的效果12。一项针对结肠癌的RNA测序研究发现多种c

5、ircRNA在肿瘤组织中表达下降13。Ghosal等人对一系列miRNA-circRNA作用组有关的基因进行GO分析,发现其主要富集于光敏感和细胞周期调控有关的进程中,其中22个基因与乳腺癌有关,其他还有多个基因与宫颈癌和胃癌有关,有12个基因在口腔癌中显示与DNA损伤有关14。这也是第一个对circRNA和肿瘤进行一个全面性的潜在关系图谱分析。CircRNA是RNA家族中有一个值得关注的热点,尽管目前人们对其了解还很浅,距离阐明其机制还相当遥远,但是其通过参与转录调控,丰富了人们的认知。其时空特异性和稳定性使其能够成为良好的生物标志物;而其与肿瘤的关

6、联,可望成为潜在的临床诊疗标志物,具有巨大的应用前景。参考文献1.ChenLL,YangL.RegulationofcircRNAbiogenesis.RNAbiology.2015;12(4):381-8.2.SangerHL,KlotzG,RiesnerD,GrossHJ,KleinschmidtAK.Viroidsaresingle-strandedcovalentlyclosedcircularRNAmoleculesexistingashighlybase-pairedrod-likestructures.ProceedingsoftheNa

7、tionalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica.1976;73(11):3852-6.3.MemczakS,JensM,ElefsiniotiA,TortiF,KruegerJ,RybakA,etal.CircularRNAsarealargeclassofanimalRNAswithregulatorypotency.Nature.2013;495(7441):333-8.4.ZhangY,ZhangXO,ChenT,XiangJF,YinQF,XingYH,etal.Circularintroni

8、clongnoncodingRNAs.Molecularcell.2013;51(6):792

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