circRNA在腎細胞癌中的研究進展

程波，葉濤，王偲宇，韓坤，向碧蘭，鄒菊

(西南醫科大學附屬醫院 泌尿外科，四川 瀘州 646000)

腎癌是起源于腎小管上皮細胞的腎占位性病變，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治療，但有25%～30%的患者在診斷時已發生遠處轉移，即使手術切除，最終也可能發展為復發轉移性腎細胞癌[3]。轉移性RCC手術治療有限，5 a存活率不足10%。且對于發生轉移的患者，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胞癌治療中已有重大突破，但其預后水平依然較差。深入了解RCC的發生發展機制，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。

環狀RNA(circularRNA，circRNA)區別于一般線型RNA，其呈閉合環狀結構[7]，對核酸酶高度不敏感，具有很強的穩定性。主要分為外顯子circRNA、內含子circRNA、外顯-內含子circRNA這3種類型[8]。有研究表明，circRNA的功能包括調節轉錄和RNA剪接；作為競爭性內源RNA與miRNA結合在細胞中發揮miRNA分子海綿作用，調控靶基因的表達[9-10]。其不能翻譯為相關蛋白，但可以作為蛋白質合成的模板[11]。通過RNA測序，發現circRNA幾乎在所有類型腫瘤組織中表達失調，在腫瘤細胞的增殖、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、判斷預后的良好生物標記物和治療的靶點。本文綜述了circRNA 在腎細胞癌發生發展中的作用，并探討了circRNA作為腎細胞癌早期診斷標志物的臨床價值，預測了其作為治療靶點的發展前景。

1 circRNA對RCC的促進作用

1.1 circRNA通過影響miRNA或下游基因的活性促進RCC的發生發展circRNA能夠吸附miRNA，通過調節miRNA的活性，影響下游基因的表達，進一步影響RCC的發生發展。Chen等[12]通過研究發現，hsa_circ_001895可以通過吸附miR-296-5p從而調控SOX12基因表達，而SOX12的表達與腎透明細胞癌(clear cell renal cell carcinoma，ccRCC)分期呈正相關，且敲低has-circ-001895可以抑制ccRCC增殖、遷移和侵襲并促進腫瘤細胞的凋亡，過表達hsa_circ_001895可以增強ccRCC細胞增殖作用，提示has_circ_001895可以促進ccRCC的發生發展。circ-ZNF609是一種參與多種癌癥發展的環狀RNA，研究報道其與胃癌、直腸癌和鼻咽癌的發生有關[13-15]。Xiong等[16]發現circ-ZNF609在腎細胞癌細胞中的表達水平明顯高于正常腎上皮細胞，且高表達的circ-ZNF609增強了RCC細胞的增殖和侵襲能力，他們通過熒光素酶報告基因系統和RNA免疫沉淀分析證明了circ-ZNF609可以調控RCC細胞的生物學行為。Zhou等[17]通過對比癌組織和癌旁正常組織中的circ-PCNXL2b表達水平，發現在腫瘤組織中circ-PCNXL2b高表達，且circ-PCNXL2b可降低ccRCC的患者的總生存期，當敲低circPCNXL2b時，可抑制RCC細胞增殖與體外侵襲的能力。多項研究均表明，多種circRNA在RCC組織中的表達均增高，并通過影響miRNA的活性或者相關基因的表達從而促進RCC的發生發展。

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

2 circRNA對RCC的抑制作用

circRNA對RCC發生發展的影響具有兩面性，circRNA既可以促進腫瘤的發展，也可以抑制腫瘤行為。同circRNA對RCC促進的作用途徑一樣，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抑制乳腺癌細胞的增殖和抑制PI3K/AKT信號傳導來抑制胃癌細胞的增殖[21-22]。Chen等[23]研究發現hsa-circ-0072309可以通過下調miR-100抑制癌細胞的惡性增殖。其研究發現，hsa-circ-0072309在腎腫瘤組織中的表達相較于癌旁組織低，而miR-100在RCC組織中高表達。細胞實驗證實轉染hsa-circ-0072309后RCC細胞的增殖、遷移和侵襲能力均受到了抑制，但轉染了miR-100的RCC細胞凋亡受到抑制。他們還發現hsa-circ-0072309的抗腫瘤作用能夠被miR-100部分逆轉，提示hsa-circ-0072309通過下調miR-100對RCC的發生發展產生抑制作用。通過檢測信號通路上的相關蛋白，他們發現hsa-circ-0072309可能通過PI3K/AKT途徑來發揮對RCC的抑制作用。Chen等[24]發現在245例RCC患者中，circRNA cRAPGEF5下調與RCC細胞的活躍性和侵襲性相關，并且下調的病例其預后更差、復發率更高，雙熒光酶報告實驗也證實了circRNA cRAPGEF5通過miR-27a-3p/TXNIP通路抑制腎細胞癌的生長和轉移。此外，有研究發現，ccRCC中circ-AKT3基因表達明顯下調，細胞功能實驗證實敲除circ-AKT3基因促進了ccRCC的遷移和侵襲，而過表達circ-AKT3則抑制了ccRCC的轉移。進一步探尋研究機制發現，circ-AKT3通過吸附miR296-3p和上調E-cadherin的表達，在腎細胞癌的轉移中起到抑制作用[25]。另一組研究分析了24對腎細胞癌和正常腎組織標本，證實了circUBAP2通過靶向調節miR-148A-3p/FOXK2軸在ccRCC中作為一種新的腫瘤抑制因子發揮作用[26]。LI等[27]發現在ccRCC中有1 184個circRNA表達異常，最終篩選出在腎細胞癌細胞中表達下調的circHIPK3，進一步研究其功能，發現circHIPK3過表達可抑制腫瘤的體外侵襲和遷移，并在體內外使RCC細胞的增殖能力下降。以上學者的研究表明circRNA不僅能促進腎細胞癌的發展，在腎細胞癌的抑制方面也發揮了重要的作用。這一特性有望使circRNA成為腎細胞癌臨床治療的分子靶標。

3 circRNA在評價RCC預后中的作用

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

3.2 基于數據庫的調控網絡最近一項研究從GEO數據集獲得circRNA表達譜數據，首先利用R包裝(Limma)鑒定差異表達的circRNA(DECs)。其次，通過使用癌癥特異性circRNA數據庫和circRNA相互作用組預測了由這些circRNA調控的miRNA。第三，通過相交的目標基因[通過網絡工具(miRWalk)預測]和差異表達的基因(從TCGA數據集獲得)，鑒定出一些相關基因。分析其功能豐富性，并使用Cytoscape軟件和DAVID Web set構建了一個PPI網絡。隨后，從網絡中篩選出十個中樞基因，并通過GEPIA網站設置了具有這些中樞基因異常表達的ccRCC患者的總生存時間。最后構建了一個circRNA/miRNA/mRNA調控網絡，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]。這種調控機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。且隨著更多有關該領域研究的突破，circRNA在評價腎細胞癌預后中的作用機制也會更加明確，能夠更好地應用于臨床，造福于腎細胞癌患者。

4 結語

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的進展。隨著現代分子生物學的發展，circRNA有望作為敏感性生物標志物，在RCC的診斷、預后評價、靶向治療上發揮巨大的作用。本文通過對現有研究的整理，從circRNA對RCC的促進、抑制和預后評價三方面來闡述。在所有提到的作用機制中，circRNA大多作為競爭性內源RNA和miRNA分子海綿來調節靶基因的表達水平。關于更多circRNA在RCC發生中的作用機制還需更多、更深入的研究，這將會極大推動circRNA在RCC臨床診療中的作用。