CircSMARCA5 在惡性腫瘤中的研究進展

金淑文，葉紅，舒思楠，許夢梵，向宇恒

（1.三峽大學第一臨床醫學院，湖北 宜昌 443000；2.宜昌市中心人民醫院，湖北 宜昌 443000）

1 CircRNA簡介

20世紀70年代，人們首次在RNA病毒中發現了環狀RNA(circular RNA，circRNA)[1]，由于早期研究技術的局限性，circRNA被誤認為是剪輯錯誤后產生的無功能物質。隨著基因測序和生物計算機技術的發展，人們開始對circRNA展開深入研究，從而發現circRNA是RNA剪接后由RNA聚合酶Ⅱ轉錄的功能產物，可以參與基因表達的調控[2]。與線性RNA 不同，通過外顯子或內含子環化將5帽和多腺苷酸尾連接在一起形成的共價閉環結構是circRNA的重要特征。由于半衰期比線性RNA長，circRNA不易被R核糖核酸酶和核糖核酸外切酶降解，具有良好的穩定性。其分子功能包括充當microRNA海綿、調節轉錄和剪接、適應蛋白-蛋白相互作用等[3]。在細胞分化、生理穩態甚至腫瘤發生中都存在circRNA發揮的多種生物學作用。近年來，隨著在惡性腫瘤中發現的circRNA數量不斷增加，越來越多的證據表明，circRNA在腫瘤組織中異常表達、參與腫瘤進展過程，且與患者的臨床結局和預后相關[4-6]。據報道，circEPSTI1通過海綿吸附miR-4753和miR-6809調控BCL11A水平[7]，促進乳腺癌細胞增殖和凋亡。在膠質母細胞瘤中，circNT5E作為海綿抵抗miR-422a調節細胞增殖、遷移和侵襲[8]。CircLARP4通過結合miR-424-5p和調控Hippo信號通路[9]抑制GC的生長和轉移。因此眾多circRNA已成為各類癌癥分子生物標志物的候選者，有望用于疾病的診斷、指導治療和預測轉移、復發和預后，是醫學研究中的新熱點。

2 CircSMARCA5簡介

CircSMARCA5[10-11]是來源于Smarc5基因第15和16外顯子的環狀RNA，是具有ATP依賴性和染色質重塑活性的SWI/SNF家族成員，通過各種機制如通過PARP1聚合酶結合聚ADP核糖基化、泛素化、去乙酰化和可能的甲基化等[12]，滑動和取代核小體發揮其催化能力，具有調節解旋酶和ATP酶活性、重塑染色質和促進Ⅱ類基因海綿吸附miRNA調節細胞增轉錄的作用[13]。已有文獻表明circSMARCA5在肺癌、肝癌、胃癌、宮頸癌等多種癌癥中均有表達下調并發揮抗腫瘤作用，本文旨在綜述近年來文獻中對circSMARCA5在多種腫瘤發生機制中的研究進展，以期為腫瘤性疾病的理論研究和臨床診斷及治療提供幫助。

3 CircSMARCA5在惡性腫瘤中

3.1 呼吸系統腫瘤

根據國際癌癥研究機構[14]統計的2 0 1 8年全球癌癥發病率和死亡率，肺癌是最常見的癌癥診斷(11.6%)和癌癥死亡的主要原因(18.4%)，且發病率正在逐步上升。其中非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)約占所有肺癌病例的85%[15]。由于診斷技術的不敏感，許多NSCLC患者被診斷時已經進展到晚期階段，手術切除只適用于早期階段的肺癌和明確部位的局部病灶，絕大多數患有晚期、復發或轉移性癌癥的患者5年總生存率(overall survival，OS)和無病生存率（disease free survival，DFS）極低。因此，更好地理解NSCLC發病機制對于早期診斷和改善NSCLC治療至關重要。有研究人員[16]發現circSMARCA5在NSCLC組織和細胞系中下調，過表達的circSMARCA5可顯著抑制NSCLC細胞系的增殖、遷移和侵襲，并抑制體內腫瘤生長。試驗表明circSMARCA5通過分泌miR-19b-3p發揮其腫瘤抑制活性，而miR-19b-3p直接結合HOXA9并抑制其表達。這與Yu等人[17]的研究結論相符，重組R10-HOXA9蛋白可顯著降低NSCLC細胞的侵襲和遷移率：在實驗性轉移小鼠模型中，重組R10-HOXA9蛋白可有效降低肺癌細胞的運動率。用重組R10-HOXA9蛋白治療NSCLC細胞可顯著增加E-鈣粘蛋白的表達，R10-HOXA9能夠抑制上皮-間質轉化。由此可知circSMARCA5通過調節miR-19b-3p/HOXA9軸對NSCLC發揮腫瘤抑制作用。基于這些結果，circSMARCA5可能作為NSCLC的抑癌因子，進一步的探索對指導NSCLC的診斷和治療具有重要意義。

3.2 消化系統腫瘤

胃癌（gastric cancer，GC）是世界上最常見的惡性腫瘤之一，盡管目前有一線治療，GC患者的OS值仍然很低，早期診斷和系統治療可顯著提高GC患者的生存結局。目前確診GC的金標準是胃鏡檢查，然而它的侵襲性相對限制了在初步診斷中的應用[18]。CEA和CA19-9也是臨床常用的GC生物標志物，雖然應用廣泛，但在GC早期敏感性和特異性均欠佳[19]。因此，改善GC的早期檢測具有重要意義。Cai等[20]發現GC組織和細胞系中circSMARCA5表達下調，且circSMARCA5的表達與分化、淋巴結轉移、血管浸潤和AJCC分期顯著相關。在進一步評估circSMARCA5對GC患者生存結局的影響時發現，低circSMARCA5表達與GC患者較差的OS和DFS相關。由此提出circSMARCA5 的表達水平是影響GC患者生存的獨立預后因素。而功能試驗顯示上調circSMARCA5可抑制GC細胞的增殖、遷移和侵襲，而下調circSMARCA5可促進GC進展，這表明circSMARCA5在GC中表達降低并發揮了腫瘤抑制作用。且研究表明circSMARCA5在血液和組織中具有高度的穩定性，可以作為診斷GC以及判斷預后的潛在生物標志物。然而circSMARCA5在GC中的表達模式和功能作用仍然是一個謎，有待進一步研究。

研究表明circSMARCA5 在肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）組織及血漿樣本中表達顯著下調，過表達circSMARCA5可抑制HCC細胞增殖、促進凋亡并抑制侵襲[21]。研究人員還發現，血漿circSMARCA5聯合AFP診斷AFP低于200ng/mL的HCC時具有更高的準確性。因此，circSMARCA5可以作為HCC的潛在監測標志，尤其是AFP在臨界值的HCC患者。Yu等[22]學者也證實，由于受到一種核RNA解旋酶DHX9的調節，circSMARCA5在HCC組織中的表達較低，且與腫瘤細胞的侵襲性顯著相關，是HCC患者肝切除術后總生存率和無復發生存率的獨立風險因素。體外和體內實驗表明，circSMARCA5通過海綿吸附miR-17-3p和miR-181b-5p，進而促進腫瘤抑制因子TIMP3的表達，抑制肝癌的增殖和轉移。

肝內膽管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC）是第二常見的原發性肝癌，盡管有手術和其他輔助療法，OS值不高，且仍有大量患者因復發、淋巴結轉移、血管侵犯、化療耐藥性增加等風險較高，長期生存較差。因此發現新的可以用于臨床應用、提高長期治療療效的生物標志物是必要的。研究人員[23]發現circSMARCA5在ICC組織中相對于鄰近組織下調，且circSMARCA5水平與ICC患者ECOG表現評分、TNM分期和CA199異常狀態呈負相關，是ICC患者OS增加的獨立預測因子。原因可能是circSMARCA5通過在ICC中充當miRNA海綿抑制細胞的增殖、遷移和侵襲，從而起到抑制ICC進展的作用，因此circSMARCA5表達水平與ICC患者良好的臨床病理特征相關。然而這一推測有待進一步的細胞實驗驗證。進一步的功能實驗顯示circSMARCA5的上調不僅抑制了ICC細胞的增殖，而且增加了ICC細胞對順鉑和吉西他濱的化療敏感性。研究者猜測circSMARCA5上調可能激活抗腫瘤基因(如TIMP3)的表達，也可能通過其定位基因(SMARCA5)提高DNA修復能力，獲得對DNA損傷因子的抗性，從而減少耐藥性的形成。總之，與circSMARCA5低表達的患者相比，高表達的患者的長期生存率更高。這提示circSMARCA5可能是監測ICC進展和預后的重要標志物，未來相關的分子機制研究將對ICC治療存在深遠的臨床意義。

在結直腸癌的研究中，MiaoX等[24]發現circSMARCA5表達下調，并與預后呈正相關。生物學實驗顯示，circSMARCA5通過海綿吸附miR-39-3p上調基因ARID4B的表達而抑制腫瘤細胞功能從而抑制結直腸癌的進展，然而ARID4B調控CRC功能的下游因素仍未確定。此外，還有研究表明[25]circSMARCA5通過海綿吸附miR-552阻斷Wnt和YAP1通路從而在直腸癌中發揮抗腫瘤作用。

3.3 泌尿系統腫瘤

前列腺癌（prostate cancer，PCa）是全球男性中發病率僅次于肺癌的癌癥，而目前研究發現circSMARCA5在前列腺癌中作用的結論有所矛盾。與其在肺癌、肝癌等多種其他惡性腫瘤中所發揮的抑癌作用相似，有研究者[26]發現circSMARCA5可以海綿化miR-181b-5p和miR-17-3p促進TIMP3表達，進而抑制前列腺癌的惡性行為。然而，2017年孔哲等學者[27]發表的研究表明，circSMARCA5在前列腺癌樣本中上調，且雄激素可以顯著誘導circSMARCA5表達。后續功能實驗提示circSMARCA5作為前列腺癌的致癌因素，可促進細胞周期進展，抑制細胞凋亡。董春輝等學者[28]在2020年進一步展開的研究也證實，circSMARCA5在PCa細胞中異常上調，加速了PCa細胞的增殖、轉移和糖酵解。MiR-432[29-30]此前被證明在多種癌癥中發揮腫瘤抑制作用，circSMARCA5正是通過海綿化miR-432上調PCa細胞中PDCD10的表達，逆轉了miR-432積累對PCa細胞增殖,轉移和糖酵解的抑制作用。研究者們猜測可以從circSMARCA5/miR-432/PDCD10軸突破，恢復miR-432的表達可能是PCa的潛在治療策略。關于circSMARCA5在PCa中的機制研究仍待進一步驗證。

膀胱癌也是泌尿系統的常見惡性腫瘤，一項回顧性分析[31]156例膀胱癌患者的術前臨床病理特征及生存資料的研究顯示：腫瘤組織中circSMARCA5上調，miR-432下調，兩者表達水平呈負相關。CircSMARCA5高表達而miR-432低表達與膀胱癌患者晚期腫瘤特征（腫瘤多樣性、大小、分期和淋巴結轉移）及低生存期相關。

3.4 生殖系統腫瘤

乳腺癌是女性人群中最常見的癌癥，也是癌癥死亡的主要原因。在乳腺癌的研究中,研究人員[10]發現circSMARCA5在乳腺癌組織中顯著降低，過表達的circSMARCA可以通過下調SMARC5提高乳腺癌細胞對順鉑和博萊霉素的藥物敏感性。目前順鉑和博萊霉素化療仍然是乳腺癌的標準治療方法，而研究者們們通過其親本基因SMARCA5的負調控，確定了circSMARCA5在體外和體內調控乳腺癌細胞DNA損傷修復能力和藥物敏感性方面的關鍵作用，使其成為克服乳腺癌患者耐藥性的一個有力靶點。這些發現具有很高的臨床相關性。另外，乳腺癌患者血液樣本中circSMARCA5明顯低于對照組，而circSMARCA5是否可能作為評價乳腺癌液體活檢的一個指標，還需要進一步的臨床研究。

在女性癌癥中發病率僅次于乳腺癌的第二大殺手就是宮頸癌（cervical cancer，CC），其發生的機制是一個復雜的過程，在多個階段受到基因功能解除的調控，目前仍不明確。有研究[32]表明CC中circSMARCA5表達下調，其表達水平也與腫瘤分期有關。過表達circSMARCA5抑制CC細胞增殖、遷移和侵襲，并誘導細胞周期停滯。此外，CC組織中circSMARCA5與miR-620表達呈負相關，circSMARCA5可以與miR-620結合，并顯著下調其表達。因此研究者們認為circSMARCA5/m i R-6 2 0 調節軸參與了C C 的疾病進展，circSMARCA5可能是一種潛在的生物標記物，能為CC提供有效的治療靶點。

3.5 CircSMARCA5與其他腫瘤

除了上述腫瘤，circSMARCA5在其他類型腫瘤中也有研究。Barbagallo等人[33]發現circSMARCA5在多形性膠質母細胞瘤(glioblastoma multiforme，GBM)組織中表達相對正常腦實質顯著下調，且其表達水平與GBM組織學分級之間存在負相關，circSMARCA5低表達的患者總生存率和無進展生存率低于高表達患者，這表明它在惡性進展中具有潛在的負面作用。基于進一步的體內外數據，他們推測circSMARCA5可能通過調節RNA結合蛋白(RNA binding protein，RBP)，即剪接因子SRSF1（一種已知的參與細胞遷移正向調控的致癌蛋白[34]），來干擾GBM細胞的剪接。以往大多數研究將circRNA描述為miRNA海綿，認為circRNA可以作為RBP調節器的觀點鮮見，然而該研究僅包括56例GBM樣本，需要在更廣泛的病例對照研究中進一步評估。另外，研究還發現從circSMARCA5是GBM細胞內促血管生成與抗血管生成VEGFA亞型比例的上游調節因子，是一種極具前景的GBM預后和前瞻性抗血管生成分子[35]。為了進一步描述GBM患者的分子表型，Barbagallo等人還分析了從GBM患者血清分離的細胞外小泡（extracellular vesicle，EV）中的circSMARCA5，發現circSMARCA5可能是GBM新的診斷性生物標志物[36]。GBM患者的血細胞尤其是血小板、淋巴細胞，可能導致血清EV衍生的circSMARCA5表達失調。將血清EV衍生的circSMARCA5與術前中性粒細胞與淋巴細胞（NLR）、血小板與淋巴細胞（PLR）和淋巴細胞與單核細胞（LMR）的比率（三種已知的診斷和預后GBM標記物）相結合進行多變量ROC分析，可以提高GBM的診斷準確性。

此外，在多發性骨髓瘤（multiplemyeloma，MM）的研究中，研究人員[37]發現circSMARCA5表達水平在MM患者中下調，且與較低的β2-MG水平和ISS分期、較好的預后相關，circSMARCA5通過直接海綿化miR-767-5p抑制MM細胞增殖，促進其凋亡。

4 小結與展望

CircRNA是一種非編碼RNA，它顯示了物種、細胞類型和發育階段的特異性表達模式。人們一直在探索circRNA在檢測疾病狀態和基因治療方面的潛在用途，由于其穩定性、組織特異性和在體液中的豐度等多種特性，circRNA已成為了解不同疾病及其進展的新工具，在未來可能作為各種疾病的潛在生物標志物。盡管circRNA表達的失調在幾種類型的癌癥中得到了強調，但大多數解除調控的circRNA在功能上直到今天仍不清楚。CircSMARCA5是circRNA家族的成員，研究表明circSMARCA5在癌癥中異常表達，目前大部分研究表明它起腫瘤抑制因子的作用，如胃癌、非小細胞肺癌、肝癌等。但也有部分研究發現circSMARCA5在前列腺癌和宮頸癌中表達增強，提示其可能是這類腫瘤的致癌因素。CircSMARCA5在不同腫瘤中的表達模式和作用存在爭議，可能與腫瘤發生的分子機制多樣性有關，仍然需要更多的臨床樣本和試驗數據去探索更明確的作用模式。本文綜述circSMARCA5在多種癌癥發展機制中的作用，為研究此類疾病的發病機制及臨床診療提供思路。盡管circSMARCA5參與各類腫瘤疾病的具體機制尚不清楚，但隨著生物信息技術的發展，circSMARCA5與腫瘤疾病之間的聯系最終將被揭示，并成為一種新型治療策略，為人類健康作出重要貢獻。