項(xiàng)桐偉 李紀(jì)鵬 俞萬(wàn)鈞

環(huán)狀 RNA（circular RNAs,circRNAs）是一類單鏈閉環(huán)分子，缺少5'和3'末端以及多聚（A）尾巴，這使它們對(duì)核糖核酸酶R（ribonuclease R,RNase R）具有抗性并且比線性RNA更穩(wěn)定[1]。circRNAs能夠通過(guò)吸附miRNAs、與 RNA結(jié)合蛋白（RNA-binding proteins,RBPs）結(jié)合、參與蛋白質(zhì)翻譯調(diào)節(jié)等多種方式影響生理和病理過(guò)程[2-5]。circRNAs的異常表達(dá)與腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、血管生成、免疫逃逸等密切相關(guān)[6]。

人體的免疫系統(tǒng)通過(guò)免疫調(diào)節(jié)、監(jiān)視和預(yù)防病原體的入侵來(lái)維持體內(nèi)免疫穩(wěn)定。由多種免疫細(xì)胞參與的免疫應(yīng)答具有抗病毒、抗菌和抗腫瘤的功能。近年來(lái)的研究證明，非編碼RNA尤其是circRNAs是調(diào)節(jié)免疫疾病和免疫應(yīng)答新的關(guān)鍵分子[7]。因此，本文就circRNAs與免疫細(xì)胞、免疫相關(guān)分子以及circRNAs在腫瘤免疫中的作用研究作一綜述。

1 circRNAs概述

1.1 circRNAs的生物學(xué)特性 circRNAs大小一般為100 bp至4 kb，最初被認(rèn)為是異常RNA剪接的非功能性副產(chǎn)物。隨著新一代測(cè)序和生物信息學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的具有調(diào)控功能的circRNAs被發(fā)現(xiàn)。circRNAs按其來(lái)源一般分為外顯子circRNAs、外顯子-內(nèi)含子circRNAs和內(nèi)含子circRNAs 3類。大多數(shù)外顯子circRNAs存在于細(xì)胞質(zhì)中，而其他兩個(gè)主要存在于細(xì)胞核中[7]。

circRNAs具有以下特性，使其成為疾病診斷和治療的潛在標(biāo)志物[8-10]。（1）高穩(wěn)定性：circRNAs呈閉環(huán)結(jié)構(gòu)，能耐受RNase R的消化，具有比線性RNA更高的穩(wěn)定性。（2）高特異性：circRNAs表達(dá)具有組織特異性和疾病發(fā)展階段的特異性。（3）高保守性：大多數(shù)circRNAs在不同物種間的序列是保守的。

1.2 circRNAs的生物學(xué)功能 目前報(bào)道的circRNAs的生物學(xué)功能主要為以下4個(gè)方面。（1）充當(dāng)miRNAs海綿：circRNAs含有大量miRNA應(yīng)答元件，circRNAs可以通過(guò)吸附miRNAs，解除其對(duì)靶基因的抑制作用，從轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)。（2）與RBPs相互作用：RBPs是類蛋白質(zhì)，它們與circRNAs一起進(jìn)行基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，并影響到circRNAs的加工、折疊和定位。（3）部分circRNAs可以和細(xì)胞核內(nèi)的RNA聚合酶Ⅱ結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄水平發(fā)揮作用[11]。（4）部分circRNAs可編碼蛋白：circRNAs最初被認(rèn)為沒(méi)有蛋白質(zhì)編碼能力，但是研究人員發(fā)現(xiàn)擁有內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)（internal ribosome entry site，IRES）的 circRNAs具有翻譯的潛能[12]。如circ-ZNF609含了一個(gè)從起始位點(diǎn)到終止位點(diǎn)的開(kāi)放閱讀框架，可以在小鼠成肌細(xì)胞中與核糖體結(jié)合，通過(guò)IRES位點(diǎn)驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)翻譯[13]。

2 circRNAs在腫瘤免疫中的作用

先前的研究表明，腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞以及釋放的細(xì)胞因子之間的“crosstalk”可能參與腫瘤免疫的調(diào)節(jié)，并建立促進(jìn)腫瘤發(fā)展的環(huán)境[14]。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)cir-cRNAs在調(diào)節(jié)機(jī)體對(duì)腫瘤的免疫力中有巨大的潛力。

2.1 circRNAs與免疫細(xì)胞

2.1.1 circRNAs與巨噬細(xì)胞 作為先天免疫的重要組成部分，巨噬細(xì)胞對(duì)宿主的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用，可以根據(jù)不同的免疫狀態(tài)改變宿主的表型和功能條件。哺乳動(dòng)物巨噬細(xì)胞可以在不同的外部刺激下介導(dǎo)各種表型[15]。Zhang等[16]通過(guò)circRNAs芯片，對(duì)刺激極化的兩種不同模式的巨噬細(xì)胞（M1和M2）激活進(jìn)行差異表達(dá)譜分析，結(jié)果顯示M1細(xì)胞中circRNA-003780、circRNA-010056 和 circRNA-010231高表達(dá)，而 M2細(xì)胞中 circRNA-003424、circRNA-013630、circRNA-001489和circRNA-018127高表達(dá)。該研究證實(shí)了circRNAs在不同極化狀態(tài)的巨噬細(xì)胞中表達(dá)的差異，為circRNAs在巨噬細(xì)胞分化和極化中的作用提供了新思路。Chen等[17]證實(shí)circ-FARSA的高表達(dá)預(yù)示著M2細(xì)胞的比例更高，更有利于非小細(xì)胞肺癌（non small cell lung cancer,NSCLC）的惡性進(jìn)展。Hu等[18]發(fā)現(xiàn)circ-ASAP1與肝癌根治性切除術(shù)后的肺轉(zhuǎn)移有關(guān)，而circ-ASAP1能夠通過(guò)調(diào)節(jié)miR-326/miR-532-5p-CSF-1途徑介導(dǎo)腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)。

2.1.2 circRNAs與T淋巴細(xì)胞 Wang等[19]發(fā)現(xiàn)circRNA-002178能夠通過(guò)吸附miR-34增強(qiáng)程序性死亡分子配體-1（programmed death ligand-1,PD-L1）的表達(dá)，從而誘導(dǎo)T細(xì)胞衰竭。更重要的是circRNA-002178可以通過(guò)外泌體傳遞到CD8+T細(xì)胞，進(jìn)而誘導(dǎo)程序性死亡蛋白1（programmed death 1,PD-1）表達(dá)。此外，Deng等[20]發(fā)現(xiàn)circ-LAMP1可以促進(jìn)T細(xì)胞淋巴母細(xì)胞淋巴瘤的增殖，這種增殖效應(yīng)可能是circ-LAMP1抑制了T淋巴細(xì)胞的凋亡。

2.1.3 circRNAs與自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell,NK） NK細(xì)胞不同于T、B淋巴細(xì)胞，是一類無(wú)需預(yù)先致敏就能非特異性殺傷腫瘤細(xì)胞和病毒感染的細(xì)胞。Ma等[21]發(fā)現(xiàn)circ-ARSP91可以增加肝癌細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞毒性的敏感性，提示circ-ARSP91可以通過(guò)增強(qiáng)NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性來(lái)增強(qiáng)先天免疫監(jiān)視能力。相反，circ-UHRF1的高水平表達(dá)可導(dǎo)致NK細(xì)胞比例減少和NK細(xì)胞腫瘤浸潤(rùn)減少，其機(jī)制為circ-UHRF1通過(guò)降解miR-449c-5p上調(diào)T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白3的表達(dá)來(lái)抑制NK細(xì)胞功能[22]。

2.2 circRNAs與免疫相關(guān)分子

2.2.1 circRNAs與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor,VEGF） VEGF在多種腫瘤中表達(dá)升高，已被認(rèn)為是生理和病理性血管生成所必需的[23-24]。Zhong等[25]研究表明，circRNA肌球蛋白輕鏈激酶（circ-MYLK）可以通過(guò)吸附miR-29a減輕乳腺癌靶向血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A（vascular endothelial growth factor A,VEGFA）的抑制，從而促進(jìn)腫瘤血管生成。此外，circ-SmarC5可與富含絲氨酸和精氨酸的剪接因子1（serine and arginine rich splicing factor 1,SRSF1）結(jié)合，而SRSF1可以識(shí)別VEGF的近端剪接位點(diǎn)（PSS），并提高VEGFA的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤血管生成[26]。同樣，Ji等[27]經(jīng)體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)circ_001621通過(guò)miR-578/VEGF信號(hào)通路上調(diào)細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4（CDK4）和基質(zhì)金屬蛋白酶9的表達(dá)，促進(jìn)了骨肉瘤的增殖和遷移。

2.2.2 circRNAs與IL IL在激活與調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞，介導(dǎo)T、B細(xì)胞增殖與分化及在炎癥反應(yīng)中起重要作用。Liu等[28]發(fā)現(xiàn)miR-495是circ_0000372的海綿分子，而IL-6是miR-495的靶基因。circ_0000372通過(guò)miR-495/IL-6激活JAK2/STAT3信號(hào)通路促進(jìn)了結(jié)直腸癌的發(fā)展。Wang等[29]發(fā)現(xiàn)circ-RBM33和IL-6在胃癌組織和細(xì)胞系中表達(dá)升高，并與胃癌的臨床病理特征密切相關(guān)，circ-RBM33通過(guò)吸附miR-149促進(jìn)IL-6分泌，從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和侵襲。

2.2.3 circRNAs與 IFN-γ IFN-γ由 T淋巴細(xì)胞分泌，具有抗病毒、抗腫瘤和免疫調(diào)控的作用。Yan等[30]發(fā)現(xiàn)IFN-γ可以誘導(dǎo)前列腺癌細(xì)胞發(fā)生上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition,EMT），使用高通量測(cè)序分析IFN-γ對(duì)circRNAs表達(dá)的影響，結(jié)果顯示，與未經(jīng)過(guò)IFN-γ處理的細(xì)胞相比，IFN-γ處理組上調(diào)的circRNAs有827個(gè)，下調(diào)的circRNAs有1 279個(gè)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其中的circ_0001165可通過(guò)hsamiR-187-3p/TNF通路，circ_0001085可通過(guò) miR-196b-5p/PI3K-Akt通路間接參與IFN-γ誘導(dǎo)的前列腺癌細(xì)胞EMT。

2.3 circRNAs與腫瘤免疫治療

2.3.1 PD-1/PD-L1 PD-1是一種重要的免疫抑制分子，為免疫球蛋白超家族，是一種有288個(gè)氨基酸殘基的膜蛋白。PD-1與其配體PD-L1的結(jié)合介導(dǎo)T細(xì)胞活化的共抑制信號(hào)，可以抑制T細(xì)胞的殺傷功能，對(duì)人體免疫應(yīng)答起到負(fù)調(diào)節(jié)作用。因此，以PD-1/PD-L1為靶點(diǎn)的免疫調(diào)節(jié)對(duì)抗腫瘤有重要的意義[31]。Zhang等[32]在 NSCLC組織中發(fā)現(xiàn)circ-FGFR1的表達(dá)促進(jìn)了NSCLC細(xì)胞增殖、侵襲和免疫逃避。其機(jī)制為circ-FGFR1能直接與miR-381-3p結(jié)合并作用于miR-381-3p的靶基因趨化因子受體4（C-X-C motif chemokine receptor 4,CXCR4），促進(jìn)了NSCLC的進(jìn)展和對(duì)以抗PD-1為基礎(chǔ)的腫瘤免疫治療的耐藥。Hong等[33]發(fā)現(xiàn)circ-CPA4和PD-L1在NSCLC中高表達(dá)，敲除circ-CPA4可以抑制細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移和EMT，并通過(guò)下調(diào)PD-L1來(lái)促進(jìn)NSCLC細(xì)胞死亡。在肝癌中，染色體7q21-7q31的擴(kuò)增與肝癌的復(fù)發(fā)和多藥耐藥性有關(guān)。Huang等[34]報(bào)道該染色體區(qū)域的擴(kuò)增激活了circ-MET的表達(dá)，circ-MET通過(guò)Snail/DPP4/CXCL10軸誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞免疫耐受。

2.3.2 細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4（cytotoxic T-lymphocyte antigen 4,CTLA-4） CTLA-4是位于活化的T細(xì)胞表面的一種跨膜蛋白。CTLA-4作用于免疫反應(yīng)的啟動(dòng)階段，其激活能夠抑制T細(xì)胞免疫應(yīng)答的啟動(dòng)，從而導(dǎo)致活化的T細(xì)胞減少并阻止記憶性T細(xì)胞的生成[35-36]。Zhao等[37]研究了競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNA網(wǎng)絡(luò)在胰腺癌發(fā)生、發(fā)展中的作用，鑒定并驗(yàn)證了在胰腺癌組織中過(guò)度表達(dá)的5個(gè)關(guān)鍵基因，包括CXCR4、低氧誘導(dǎo)因子1A（hypoxia inducible factor 1 subunit alpha,HIF1A）、E盒結(jié)合鋅指蛋白1（zinc finger E-box binding homeobox 1,ZEB1）、多配體蛋白聚糖 1（syndecan 1,SDC1）和 Twist家族 bHLH轉(zhuǎn)錄因子 1（twist family bHLH transcription factor 1,TWIST1）。CXCR4、HIF1A、ZEB1和 SDC1在胰腺癌中的表達(dá)受 circ-UBAP2和hsa-miR-494調(diào)控。CXCR4和ZEB1的表達(dá)與CTLA-4和PD-1的表達(dá)均呈正相關(guān)。這提示circ-UBAP2介導(dǎo)了CTLA-4和PD-1的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)和功能來(lái)調(diào)控胰腺癌進(jìn)展。

2.3.3 胰島素樣生長(zhǎng)因子2 mRNA結(jié)合蛋白（insulinlike growth factor 2 mRNA-binding proteins,IGF2BPs）IGF2BPs屬于RNA結(jié)合的癌胚蛋白保守家族。以往的研究證實(shí)IGF2BPs在細(xì)胞極化、遷移、增殖和分化等多個(gè)方面發(fā)揮重要作用[38]。Li等[39]發(fā)現(xiàn)circNDUFB2充當(dāng)支架，可增強(qiáng)三結(jié)構(gòu)域蛋白25（tripartite motif containing 25,TRIM25）和IGF2BPs之間的相互作用，此TRIM25/circNDUFB2/IGF2BPs三元復(fù)合物通過(guò)調(diào)節(jié)蛋白泛素化和降解以及細(xì)胞免疫應(yīng)答，參與了NSCLC進(jìn)展過(guò)程中IGF2BPs的降解和抗腫瘤免疫的激活。

3 總結(jié)與展望

近年來(lái)，腫瘤免疫治療尤其是免疫檢查點(diǎn)抑制劑在抗腫瘤治療中得到了成功的應(yīng)用[40]。然而，僅有小部分患者從腫瘤免疫治療中獲益，腫瘤細(xì)胞的免疫耐受阻止了大多數(shù)患者從中受益。非編碼RNA尤其是circRNAs引起了越來(lái)越多研究者的關(guān)注。circRNAs可通過(guò)多種機(jī)制參與免疫細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)和免疫相關(guān)分子的表達(dá)，也能夠通過(guò)作用于免疫檢查點(diǎn)分子在腫瘤免疫逃逸中發(fā)揮作用。然而，對(duì)circRNAs在腫瘤免疫和治療中發(fā)揮的具體生物學(xué)功能及其機(jī)制尚未明確。但高通量測(cè)序技術(shù)的成熟和更多免疫相關(guān)circRNAs的發(fā)現(xiàn)，將為腫瘤免疫治療提供新的方向。