circRNA在腎細(xì)胞癌中的研究進(jìn)展

程波，葉濤，王偲宇，韓坤，向碧蘭，鄒菊

(西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 泌尿外科，四川 瀘州 646000)

腎癌是起源于腎小管上皮細(xì)胞的腎占位性病變，在所有的惡性腫瘤中占2.2%，是最常見的惡性腫瘤之一[1-2]，其中腎細(xì)胞癌(renal cell carcinoma，RCC)是腎癌中最常見的類型。目前RCC的主要治療方法為手術(shù)治療，但有25%～30%的患者在診斷時已發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，即使手術(shù)切除，最終也可能發(fā)展為復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌[3]。轉(zhuǎn)移性RCC手術(shù)治療有限，5 a存活率不足10%。且對于發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者，放化療和免疫治療效果也不理想[4-6]。近年來雖然靶向治療在腎細(xì)胞癌治療中已有重大突破，但其預(yù)后水平依然較差。深入了解RCC的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，在分子層面多基因探索診斷和治療的方法，尋求有效的靶向治療具有重大的研究意義。

環(huán)狀RNA(circularRNA，circRNA)區(qū)別于一般線型RNA，其呈閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)[7]，對核酸酶高度不敏感，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。主要分為外顯子circRNA、內(nèi)含子circRNA、外顯-內(nèi)含子circRNA這3種類型[8]。有研究表明，circRNA的功能包括調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和RNA剪接；作為競爭性內(nèi)源RNA與miRNA結(jié)合在細(xì)胞中發(fā)揮miRNA分子海綿作用，調(diào)控靶基因的表達(dá)[9-10]。其不能翻譯為相關(guān)蛋白，但可以作為蛋白質(zhì)合成的模板[11]。通過RNA測序，發(fā)現(xiàn)circRNA幾乎在所有類型腫瘤組織中表達(dá)失調(diào)，在腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲中起著重要的作用[9]，提示circRNA可作為腫瘤早期診斷、判斷預(yù)后的良好生物標(biāo)記物和治療的靶點。本文綜述了circRNA 在腎細(xì)胞癌發(fā)生發(fā)展中的作用，并探討了circRNA作為腎細(xì)胞癌早期診斷標(biāo)志物的臨床價值，預(yù)測了其作為治療靶點的發(fā)展前景。

1 circRNA對RCC的促進(jìn)作用

1.1 circRNA通過影響miRNA或下游基因的活性促進(jìn)RCC的發(fā)生發(fā)展circRNA能夠吸附miRNA，通過調(diào)節(jié)miRNA的活性，影響下游基因的表達(dá)，進(jìn)一步影響RCC的發(fā)生發(fā)展。Chen等[12]通過研究發(fā)現(xiàn)，hsa_circ_001895可以通過吸附miR-296-5p從而調(diào)控SOX12基因表達(dá)，而SOX12的表達(dá)與腎透明細(xì)胞癌(clear cell renal cell carcinoma，ccRCC)分期呈正相關(guān)，且敲低has-circ-001895可以抑制ccRCC增殖、遷移和侵襲并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡，過表達(dá)hsa_circ_001895可以增強(qiáng)ccRCC細(xì)胞增殖作用，提示has_circ_001895可以促進(jìn)ccRCC的發(fā)生發(fā)展。circ-ZNF609是一種參與多種癌癥發(fā)展的環(huán)狀RNA，研究報道其與胃癌、直腸癌和鼻咽癌的發(fā)生有關(guān)[13-15]。Xiong等[16]發(fā)現(xiàn)circ-ZNF609在腎細(xì)胞癌細(xì)胞中的表達(dá)水平明顯高于正常腎上皮細(xì)胞，且高表達(dá)的circ-ZNF609增強(qiáng)了RCC細(xì)胞的增殖和侵襲能力，他們通過熒光素酶報告基因系統(tǒng)和RNA免疫沉淀分析證明了circ-ZNF609可以調(diào)控RCC細(xì)胞的生物學(xué)行為。Zhou等[17]通過對比癌組織和癌旁正常組織中的circ-PCNXL2b表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)在腫瘤組織中circ-PCNXL2b高表達(dá)，且circ-PCNXL2b可降低ccRCC的患者的總生存期，當(dāng)敲低circPCNXL2b時，可抑制RCC細(xì)胞增殖與體外侵襲的能力。多項研究均表明，多種circRNA在RCC組織中的表達(dá)均增高，并通過影響miRNA的活性或者相關(guān)基因的表達(dá)從而促進(jìn)RCC的發(fā)生發(fā)展。

1.2 circRNA可通過調(diào)控信號通路從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展circ-APBB1IP可能通過ERK1/2信號通路調(diào)節(jié)腫瘤生長[18]。研究者通過對ccRCC細(xì)胞中富集的circRNA進(jìn)行微陣列分析，發(fā)現(xiàn)circ-APBB1IP在某些RCC細(xì)胞系中的表達(dá)水平明顯高于正常腎細(xì)胞。且在circ-APBB1IP沉默后，癌細(xì)胞增殖能力降低、凋亡率增加，同時其遷移和侵襲能力也有所下降。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)circ-0035483通過調(diào)節(jié)miR-31-5p/HMGA1軸促進(jìn)RCC細(xì)胞增殖、遷移、入侵、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化和糖酵解[19]。circPUM1通過與miR-340-5p競爭性結(jié)合來調(diào)節(jié)FABP7表達(dá)，然后激活MEK/ERK通路，從而促進(jìn)ccRCC的發(fā)生發(fā)展[20]。這些研究表明，circRNA在腎細(xì)胞癌組織中存在差異性表達(dá)，并通過一系列的信號通路促進(jìn)癌癥的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)移，有望在腎細(xì)胞癌早期診斷中發(fā)揮作用。

2 circRNA對RCC的抑制作用

circRNA對RCC發(fā)生發(fā)展的影響具有兩面性，circRNA既可以促進(jìn)腫瘤的發(fā)展，也可以抑制腫瘤行為。同circRNA對RCC促進(jìn)的作用途徑一樣，circRNA對RCC的抑制作用也通過影響下游基因的活性和調(diào)控信號通路這兩個方面。已有研究報道hsa-circ-0072309可以通過靶向miR-492抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖和抑制PI3K/AKT信號傳導(dǎo)來抑制胃癌細(xì)胞的增殖[21-22]。Chen等[23]研究發(fā)現(xiàn)hsa-circ-0072309可以通過下調(diào)miR-100抑制癌細(xì)胞的惡性增殖。其研究發(fā)現(xiàn)，hsa-circ-0072309在腎腫瘤組織中的表達(dá)相較于癌旁組織低，而miR-100在RCC組織中高表達(dá)。細(xì)胞實驗證實轉(zhuǎn)染hsa-circ-0072309后RCC細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力均受到了抑制，但轉(zhuǎn)染了miR-100的RCC細(xì)胞凋亡受到抑制。他們還發(fā)現(xiàn)hsa-circ-0072309的抗腫瘤作用能夠被miR-100部分逆轉(zhuǎn)，提示hsa-circ-0072309通過下調(diào)miR-100對RCC的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生抑制作用。通過檢測信號通路上的相關(guān)蛋白，他們發(fā)現(xiàn)hsa-circ-0072309可能通過PI3K/AKT途徑來發(fā)揮對RCC的抑制作用。Chen等[24]發(fā)現(xiàn)在245例RCC患者中，circRNA cRAPGEF5下調(diào)與RCC細(xì)胞的活躍性和侵襲性相關(guān)，并且下調(diào)的病例其預(yù)后更差、復(fù)發(fā)率更高，雙熒光酶報告實驗也證實了circRNA cRAPGEF5通過miR-27a-3p/TXNIP通路抑制腎細(xì)胞癌的生長和轉(zhuǎn)移。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，ccRCC中circ-AKT3基因表達(dá)明顯下調(diào)，細(xì)胞功能實驗證實敲除circ-AKT3基因促進(jìn)了ccRCC的遷移和侵襲，而過表達(dá)circ-AKT3則抑制了ccRCC的轉(zhuǎn)移。進(jìn)一步探尋研究機(jī)制發(fā)現(xiàn)，circ-AKT3通過吸附miR296-3p和上調(diào)E-cadherin的表達(dá)，在腎細(xì)胞癌的轉(zhuǎn)移中起到抑制作用[25]。另一組研究分析了24對腎細(xì)胞癌和正常腎組織標(biāo)本，證實了circUBAP2通過靶向調(diào)節(jié)miR-148A-3p/FOXK2軸在ccRCC中作為一種新的腫瘤抑制因子發(fā)揮作用[26]。LI等[27]發(fā)現(xiàn)在ccRCC中有1 184個circRNA表達(dá)異常，最終篩選出在腎細(xì)胞癌細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)的circHIPK3，進(jìn)一步研究其功能，發(fā)現(xiàn)circHIPK3過表達(dá)可抑制腫瘤的體外侵襲和遷移，并在體內(nèi)外使RCC細(xì)胞的增殖能力下降。以上學(xué)者的研究表明circRNA不僅能促進(jìn)腎細(xì)胞癌的發(fā)展，在腎細(xì)胞癌的抑制方面也發(fā)揮了重要的作用。這一特性有望使circRNA成為腎細(xì)胞癌臨床治療的分子靶標(biāo)。

3 circRNA在評價RCC預(yù)后中的作用

3.1 基于circRNA的臨床-基因預(yù)測模型Franz等[28]收集整理了99例惡性腫瘤和85例癌旁正常組織標(biāo)本，用全基因組測序的方式篩選出circEGLN3、circNOX4和circRHOBTB3三種差異表達(dá)的circRNA，使用微陣列技術(shù)，檢測了三種circRNA和其線性轉(zhuǎn)錄體在99例惡性腫瘤和85例癌旁正常組織中的表達(dá)，分析了患者的特殊生存率、無復(fù)發(fā)生存率和總生存期，并評估了這三者的預(yù)后潛力，他們發(fā)現(xiàn)，結(jié)合臨床病理數(shù)據(jù)，基于circRNA的臨床-基因預(yù)測模型在預(yù)測特殊生存率、無復(fù)發(fā)生存率和總生存期時提高了預(yù)后準(zhǔn)確性，表明了這是一種預(yù)測ccRCC患者預(yù)后的重要研究方法；并且通過對比臨床預(yù)測模型，表明基于circRNA的臨床-基因預(yù)測模型具有一定價值，揭示了在ccRCC中潛在的生物功能相關(guān)性，提示了circRNA可以作為潛在的預(yù)后生物標(biāo)志物發(fā)揮重要的作用。

3.2 基于數(shù)據(jù)庫的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)最近一項研究從GEO數(shù)據(jù)集獲得circRNA表達(dá)譜數(shù)據(jù)，首先利用R包裝(Limma)鑒定差異表達(dá)的circRNA(DECs)。其次，通過使用癌癥特異性circRNA數(shù)據(jù)庫和circRNA相互作用組預(yù)測了由這些circRNA調(diào)控的miRNA。第三，通過相交的目標(biāo)基因[通過網(wǎng)絡(luò)工具(miRWalk)預(yù)測]和差異表達(dá)的基因(從TCGA數(shù)據(jù)集獲得)，鑒定出一些相關(guān)基因。分析其功能豐富性，并使用Cytoscape軟件和DAVID Web set構(gòu)建了一個PPI網(wǎng)絡(luò)。隨后，從網(wǎng)絡(luò)中篩選出十個中樞基因，并通過GEPIA網(wǎng)站設(shè)置了具有這些中樞基因異常表達(dá)的ccRCC患者的總生存時間。最后構(gòu)建了一個circRNA/miRNA/mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，總共鑒定出6種circRNA-miRNA相互作用，包括hsa-circ-0029340-miR-1205/ miR-657，hsa-circ-0025135-miR-587/miR-637和hsa-circ-0039238/miR-1278/miR-548p[29]。這種調(diào)控機(jī)制目前在其他組織的腫瘤(例如直腸癌、乳腺癌、肺癌)中已被大量證實[8，30-31]。其在RCC中的研究也有著廣闊的前景。且隨著更多有關(guān)該領(lǐng)域研究的突破，circRNA在評價腎細(xì)胞癌預(yù)后中的作用機(jī)制也會更加明確，能夠更好地應(yīng)用于臨床，造福于腎細(xì)胞癌患者。

4 結(jié)語

circRNA有著重要的臨床價值，已被證實參與多種腫瘤的形成。目前，越來越多的研究揭示circRNA參與RCC的進(jìn)展。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展，circRNA有望作為敏感性生物標(biāo)志物，在RCC的診斷、預(yù)后評價、靶向治療上發(fā)揮巨大的作用。本文通過對現(xiàn)有研究的整理，從circRNA對RCC的促進(jìn)、抑制和預(yù)后評價三方面來闡述。在所有提到的作用機(jī)制中，circRNA大多作為競爭性內(nèi)源RNA和miRNA分子海綿來調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)水平。關(guān)于更多circRNA在RCC發(fā)生中的作用機(jī)制還需更多、更深入的研究，這將會極大推動circRNA在RCC臨床診療中的作用。