許金輝，宋秀祖

（浙江中醫(yī)藥大學(xué)第四臨床學(xué)院附屬杭州市第三人民醫(yī)院，杭州310009）

環(huán)狀RNA（circRNA）是一類非編碼RNA分子，以共價鍵形成環(huán)形閉合結(jié)構(gòu)，多見于真核細(xì)胞，在進(jìn)化過程中有高度保守性。2012年Salzman等[1]通過RNA-Seq方法首次報道了circRNA，成為繼微?。╩iRNA）及長鏈非編碼RNA（LncRNA）之后又一研究熱點(diǎn)。circRNA與線性RNA相比可以長時間存在，比較穩(wěn)定，作為生物學(xué)標(biāo)記物及治療靶點(diǎn)極具研究前景。本文綜述了近年來circRNA在皮膚病中的研究進(jìn)展。

1 circRNA概況

1.1 circRNA結(jié)構(gòu) circRNA是信使RNA（mRNA）在剪接過程中5’端與3’端剪接到一起，從而形成首尾相接的新型環(huán)狀RNA分子。circRNA上有許多miRNA應(yīng)答元件（MREs），MREs可以結(jié)合多個miRNA，因而又稱circRNA為miRNA海綿[2-3]。

1.2 circRNA功能

1.2.1 circRNA可作為miRNA海綿 miRNA是一種大約有22 nt的非編碼RNA，可以在細(xì)胞質(zhì)中與mRNA的3’端的非翻譯區(qū)域特異性結(jié)合，從而導(dǎo)致mRNA翻譯被抑制或阻斷。circRNA則可以通過多個MREs元件與miRNA結(jié)合，間接調(diào)節(jié)mRNA表達(dá)水平。關(guān)于circRNA與miRNA關(guān)系的研究最早見于2013年的Nature雜志，研究證實(shí)CDR1基因起源的環(huán)狀RNA可以結(jié)合吸附miR-7，從而降低miR-7的活性，間接上調(diào)miR-7相關(guān)靶基因的表達(dá)[2-3]。Hsa_circ_0013958可通過MREs結(jié)合miR-134抑制其表達(dá)，從而上調(diào)被miRNA-134抑制的細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)，在促進(jìn)肺腺癌進(jìn)展中可能發(fā)揮作用[4]。

1.2.2 circRNA調(diào)節(jié)mRNA circRNA可以降低Pre-mRNA選擇性剪接的效率，發(fā)揮基因調(diào)節(jié)作用。circRNA通過與其線性對應(yīng)物競爭，抑制親本基因表達(dá)[5]。circRNA可阻止RNA結(jié)合蛋白（RBP）與相應(yīng)mRNA結(jié)合，達(dá)到抑制mRNA翻譯的作用。如circ-PABPN1與人類抗原R（HuR）結(jié)合，可以阻斷HuR與PABPN1轉(zhuǎn)錄物的相互作用，從而抑制PABPN1翻譯[6]。

1.2.3 circRNA調(diào)節(jié)蛋白 circRNA能直接編碼蛋白，參與構(gòu)成蛋白復(fù)合體，也可通過結(jié)合蛋白來調(diào)控蛋白活性。到目前為止，只有丁型肝炎病毒的circRNA可在真核細(xì)胞中編碼蛋白質(zhì)，即丁型肝炎病毒抗原。將內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)（IRES）放置于環(huán)狀RNA中，允許circRNA翻譯起始，circRNA均可在人工環(huán)境中合成蛋白[8-10]。circ-SRY可以結(jié)合阿格蛋白并進(jìn)行剪切，抑制其翻譯并最終促進(jìn)阿格蛋白降解[1]。circ-Foxo3可以充當(dāng)細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK）2和CDK抑制劑p21的支架，促進(jìn)二者之間的相互作用[11]。

1.2.4 circRNA在一定程度上調(diào)節(jié)rRNA與tRNA INK4基因中有一種反義非編碼RNA的環(huán)狀形式（circ-ANRIL），其可以結(jié)合60S-前核糖體組裝因子、pescadillo核糖體生物合成因子（PES）1，阻斷核糖體RNA（rRNA）的成熟[12]。circRNA也是轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）生物發(fā)生的重要中間體，circRNA中間體生成可以逆轉(zhuǎn)置換tRNA的5'和3'順序[13-14]。

1.3 circRNA表達(dá)調(diào)控

1.3.1 circRNA過表達(dá) 促進(jìn)circRNA過表達(dá)的載體，往往會導(dǎo)致線性RNA過表達(dá)。研究證實(shí)新表達(dá)載體通過采用重復(fù)堿基配對的側(cè)翼內(nèi)含子，做到只控制circRNA過表達(dá)，而線性RNA表達(dá)不受影響[15]。

1.3.2 circRNA低表達(dá) 通常誘導(dǎo)低表達(dá)的方法是利用siRNA敲減circRNA。但特異性siRNA的設(shè)計、靶向敲減circRNA都是較大的難題。目前研究證實(shí)了內(nèi)含子元件互補(bǔ)配對于circRNA生成的重要性[16-17]，為找到降低circRNA表達(dá)的新方法奠定基礎(chǔ)。使用CRISPR破壞一個內(nèi)含子互補(bǔ)序列，可以消除來自其內(nèi)源基因座的circ-GCN1L1表達(dá)[18]。CRISPR可常規(guī)用于模型生物，促進(jìn)產(chǎn)生缺失突變體，這種方法可被用于制備circRNA敲除動物模型，進(jìn)而控制circRNA低表達(dá)。

2 circRNA與皮膚病

2.1 circRNA與皮膚腫瘤 circRNA是皮膚腫瘤的研究熱點(diǎn)之一。circRNA_0084043不僅在黑素瘤組織中顯著上調(diào)，同時在人類黑色素瘤細(xì)胞系（A375，SK-MEL-1，SK-MEL-5，A875） 與人類表皮黑色素細(xì)胞也呈特征性升高。研究證實(shí)circRNA_0084043可作為miRNA海綿直接與miR-153-3p結(jié)合，miR-153-3p可靶向結(jié)合Snail基因，因此circRNA_0084043-miR-153-3p-mRNA這個內(nèi)在調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可在黑素瘤中發(fā)揮促癌作用[19]。在人類皮膚鱗癌中共有322個circRNA表達(dá)有差異性，其中143個circRNA特征性上調(diào)，179個特征性下調(diào)。有23個miRNA可與異常circRNA的MREs相結(jié)合[20]。在人類基底細(xì)胞癌中發(fā)現(xiàn)有23個circRNA表達(dá)特征性上調(diào)和48個circRNA表達(dá)特征性下調(diào)，其共有354個可能結(jié)合的miRNA[21]。circRNA在皮膚腫瘤發(fā)病中的確切機(jī)制尚需要進(jìn)一步研究。

2.2 circRNA與炎癥性皮膚病

2.2.1 circRNA與系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE） SLE患者T細(xì)胞中有127個circRNA表達(dá)明顯異常，其中特征性降低的hsa_circ_0045272可能通過下調(diào)其特定的 ceRNA NM_003466（PAX8）表達(dá)，進(jìn)一步促進(jìn)T細(xì)胞凋亡。但hsa_circ_0045272及其他表達(dá)異常的circRNA如何在SLE中發(fā)揮作用，尚需要進(jìn)一步研究證實(shí)[22]。SLE患者CD4+T細(xì)胞有12個circRNA表達(dá)顯著增加，2個circRNA表達(dá)顯著減少。其中hsa_circ_0012919表達(dá)減少后，DNMT1表達(dá)增加，CD70、CD11a表達(dá)下降，并可逆轉(zhuǎn)CD70、CD11a的DNA低甲基化[23]。Hsa_circ_0012919可通過MRE元件與miRNA-125a靶向結(jié)合，miR-125a結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子KLF13，進(jìn)而參與調(diào)節(jié)炎性趨化因子RANTES的分泌，而RANTES與SLE發(fā)病密切相關(guān)。進(jìn)一步研究證實(shí)：SLE患者血漿中共有112個circRNA表達(dá)明顯異常，hsa_circRNA_407176和hsa_circRNA_001308表達(dá)水平在SLE血漿和單核細(xì)胞中均顯著降低[24]。hsa_circRNA_407176和hsa_circRNA_001308可能是SLE潛在生物學(xué)標(biāo)志物，需要更多的研究證實(shí)。

2.2.2 circRNA與痤瘡 痤瘡患者皮損中共有538個circRNA表達(dá)明顯異常，包括271個circRNA表達(dá)顯著上調(diào)和267個circRNA表達(dá)顯著下調(diào)。經(jīng)過GO和KEGG通路分析，異常表達(dá)的circRNA主要參與炎性反應(yīng)、新陳代謝和免疫反應(yīng)。其中5個候選 circRNA（circRNA_0084927，circRNA_0001073，circRNA_0005941，circRNA_0086376和 circRNA_0018168）被證實(shí)在嚴(yán)重痤瘡中顯著下降[25]。這5種circRNA預(yù)測可與213種miRNA相互作用并調(diào)節(jié)相關(guān)靶基因表達(dá)。其中部分circRNA與miRNA的結(jié)合有重合作用，例如miR-145-5p已被證實(shí)可以與 3種 circRNA靶向結(jié)合（circRNA_0005941，circRNA_0086376 和 circRNA_0018168），展示出復(fù)雜交織的內(nèi)在調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，為嚴(yán)重痤瘡患者治療帶來了新思路。

2.2.3 circRNA與銀屑病 銀屑病間充質(zhì)干細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)129個circRNA表達(dá)有明顯差異性，其中123個circRNA呈特征性上調(diào)，6個circRNA呈特征性下調(diào)。在其中挑選7個circRNA，同時預(yù)測可能與這7個circRNA關(guān)系密切并且與銀屑病關(guān)系密切相關(guān)的 miRNA，例如 miR-17-5p、miR-30e-5p、miR-142-3p/5p、miR-369-3p、miR-184、miR-4490、miR-654-3p、miR-423-5p等。經(jīng)過qRT-PCR證實(shí)，這7個circRNA在患者中表達(dá)特征性上調(diào)[26]。這表明銀屑病皮損間充質(zhì)干細(xì)胞中circRNA表達(dá)水平有差異性。新近研究發(fā)現(xiàn)銀屑病皮損與非皮損區(qū)存在circRNA表達(dá)差異，其中hsa_circ_0061012在皮損區(qū)域顯著上調(diào)，此circRNA上最多的MREs元件是hsa-miR-7157-5p，hsa-miR-4769-3p，hsa-miR-6817-5p，hsa-miR-4310和hsa-miR-6882-3p。經(jīng)過GO分析，這可能對銀屑病發(fā)展有重要作用。推測hsa_circ_0061012可能是銀屑病的生物標(biāo)志物[27]。

2.3 circRNA與皮膚光老化 UVA照射皮膚成纖維細(xì)胞后，特征性上調(diào)的circRNA有7個，特征性下調(diào)的circRNA有4個，這4個circRNA與COL1A1、COL3A1、COL6A1、COL6A2 基因表達(dá)相關(guān)，而這些基因參與皮膚膠原蛋白的合成[28]，臨床上光老化皮膚膠原蛋白增粗卷曲，這提示circRNA可能通過參與調(diào)控膠原蛋白合成，從而在皮膚光老化中發(fā)揮作用。

3 小結(jié)

circRNA目前在皮膚科的研究主要集中在皮膚腫瘤和炎性反應(yīng)相關(guān)性皮膚病，隨著研究的日益發(fā)展，circRNA在皮膚病中的作用越來越受到重視。由于circRNA呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，比線性RNA的在臨床和實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用更有優(yōu)勢，不僅可以作為生物標(biāo)記分子，也可以作為新的治療手段。深入研究circRNA與皮膚病的關(guān)系對臨床大有裨益。