文獻解讀|環狀RNA的性質和功能

2020-11-24 騰訊網

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本文解讀的文獻標題如下

CircRNA: functions and properties of a novel potential biomarker for cancer

對環狀RNA的性質和功能進行很好的概括和總結，文獻發表在Molecular Cancer雜誌上，網址如下

環狀RNA是一類新發現的內源性非編碼RNA,和普通的mRNA等線性RNA不同，其不具有5』帽子和3』polyA等結構，而是由兩個末端連接形成了一個共價閉合的環狀結構，所以定義為環狀RNA。

環狀RNA的功能和機制尚不完全清楚，最新研究表明環狀RNA可以作為疾病潛在的分子標記物，在疾病的發生和發展中扮演重要角色。本文從以下幾個方面對環狀RNA進行了介紹

1. 環狀RNA的形成機制和分類

根據包含的基因組區域，將環狀RNA分成了以下四類

intronic circRNA

exon-intron circRNAs(EIciRNA)

intergenic circRNAs

2. 環狀RNA的功能

包括了以下5種功能

環狀RNA可以作為miRNA sponges與miRNA結合，比如CDR1as這個環狀RNA上存在70多個miRNA-7的結合位點，circ-SRY在小鼠睪丸組織中特異性表達，具有16個miRNA-138的結合位點，除此之外，還有很多文獻報導的環狀RNA也都可以作為miRNA sponges,比如circ-ITCH, circ-HIPK3, has_circ_0000615等，環狀RNA與miRNA相互結合，從而參與到ceRNA調控網絡中去

環狀RNA可以與RNA binding蛋白結合，比如circ-Foxo3可以與CDK2, p21蛋白結合，抑制細胞周期，阻斷從G1期到S期的轉變

環狀RNA可以調控mRNA的穩定性，比如在小鼠巨噬細胞中，circ-RasGEF1B可以增強ICAM-1對應mRNA的穩定性

環狀RNA可以調控轉錄過程，具體機制存在多種形式，比如circ-EIF3J和circ-PAIP2通過和U1 snRNP蛋白的結合，進一步與RNA II型聚合酶作用，增強父本基因的表達，目前的研究表明，環狀RNA對父本基因的表達具有正調控功能

部分環狀RNA可以翻譯蛋白，比如科學家發現並證實了circ-ZNF609在IRES位點的驅動下可以翻譯成蛋白質

3. 真核生物細胞中環狀RNA的性質

結構穩定性，大多數exonic環狀RNA的半衰期超過48小時，而mRNA的平均半衰期為10小時，環狀RNA的這一特性得益於其閉合的環狀結構，對核酸外切酶具有耐受性

數量豐富，目前有超過20000個環狀RNA被識別，而且這個數字每年都在持續增長，而且環狀RNA的表達具有組織特異性，比如circ-Rmst和circ-Klhl2在小鼠大腦中高表達，在肝和肺中幾乎沒有

環狀RNA的表達在生成發育不同階段或者不同年齡具有動態性，在不同階段，同一個環狀RNA的表達量有顯著變化，比如相比1年大的小鼠，22個月大的小鼠大腦組織中mm9_circ_004501的表達量顯著高表達。

在不同物種間具有保守性，比如有科學家發現457個人類的環狀RNA可以在小鼠基因組上找到對應的同源環狀RNA

4. 環狀RNA作為疾病分子標記的可能性

環狀RNA在疾病的發生和發展中扮演重要角色, 具有疾病分子標記的潛能，已經有多篇文獻報導了各種疾病中環狀RNA的作用，比如在胃癌，肝癌，肺癌，結腸癌，白血病等疾病中，科學家都找到了疾病相關的環狀RNA,並對其機制進行了闡述，以胃癌為例，科學家發現circ-PVT1在胃癌患者中特異性高表達，可能通過與miRA-125的結合來促進胃癌細胞的增殖。

最後對環狀RNA作為疾病分子的標記可能性進行了總結和展望，環狀RNA由於其穩定性，具有成為疾病分子標記的可能，特別在外泌體研究中，相比其他RNA，環狀RNA更加的富集。但是實際操作也存在一定的缺陷，首先需要患者提供組織樣本，會對病人造成一定創傷，其次環狀RNA的分析依賴於生物信息學分析的結果，可靠性有待驗證。

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