歐陽靖，鄺翠淋，戚澤濤，徐叢叢，吳龍火，李林福，張 蕊

（1.贛南醫(yī)學(xué)院2020級碩士研究生；2.贛南醫(yī)學(xué)院2018級制藥工程專業(yè)本科生；3.贛南醫(yī)學(xué)院2019級制藥工程專業(yè)本科生；4.贛南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，江西 贛州 341000）

環(huán)狀RNA（Circular RNAs，circRNAs）是一類存在于真核生物的非編碼RNA，與常見的典型線性RNA 不同，它們形成一個共價閉合的連續(xù)環(huán)，無5'和3'端，通常被認(rèn)為是由于mRNA 剪接錯誤形成的副產(chǎn)品或者是轉(zhuǎn)錄本豐度低而形成的［1］。隨著高通量測序技術(shù)和生物信息學(xué)方法的發(fā)展，在許多物種中都發(fā)現(xiàn)了大量circRNAs，人體細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)并鑒定了很多circRNAs，激發(fā)了基因組研究領(lǐng)域研究者的極大興趣［2］。更重要的是，越來越多的證據(jù)表明circRNAs在細(xì)胞和組織中含量豐富，進(jìn)化保守，相對穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn)circRNAs功能很多，可以作為“miRNA海綿”（“microRNA sponge”），如circRNA-5692 可以通過結(jié)合miR-328-5p 增強(qiáng)DAB2IP 表達(dá)，從而抑制肝癌的進(jìn)展［3］；CircRNA cRAPGEF5通過miR-27a-3p/TXNIP 途徑抑制腎細(xì)胞癌的生長和轉(zhuǎn)移［4］；與RNA結(jié)合蛋白（RNA binding proteins，RBPs）相互作用［5-6］，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄［7］和蛋白質(zhì)翻譯［8］。

骨關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis，OA）是最常見的肌肉骨骼疾病之一，主要是由骨關(guān)節(jié)的退行性改變導(dǎo)致的，可導(dǎo)致關(guān)節(jié)功能衰退及患者生活質(zhì)量的下降［9］。臨床表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛如壓痛、觸痛，僵硬、關(guān)節(jié)活動受限、關(guān)節(jié)腫大或畸形、骨摩擦音、肌肉萎縮偶伴有積液和不同程度的局部炎癥。骨關(guān)節(jié)炎的疼痛往往與活動有關(guān)，持續(xù)的疼痛是這類疾病的主要特征；其病理特征表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨變性壞死，滑膜炎性病變，骨贅形成［10］。該病病程比較長且緩慢，早期會出現(xiàn)輕微的關(guān)節(jié)酸脹，癥狀較輕，經(jīng)常被患者忽略，隨著病程的加重，疼痛感會加重，且關(guān)節(jié)活動受限，炎癥加重，發(fā)生粘連［10-11］。OA是老年人中最常見的慢性退行性關(guān)節(jié)疾病，很多研究都表明circRNAs在OA軟骨中存在著差異表達(dá)的現(xiàn)象，一些circRNAs也參與了OA 的多種病理過程，如細(xì)胞外基質(zhì)降解、炎癥和細(xì)胞凋亡［12］。雖然circRNAs 的研究尚處于初始階段，尤其是circRNAs 在OA 方面的研究也是鮮有可見，但它們在OA 的發(fā)生和發(fā)展中起到的作用不可忽視。因此，本綜述簡要概述circRNAs 的生物合成、特征和生物功能，并總結(jié)目前circRNAs 在OA發(fā)生發(fā)展中以及治療方面的作用和病理意義。

1 CircRNAs的生物學(xué)特性

環(huán)狀RNA（circRNAs）是一種非編碼RNA（ncRNAs），參與轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控［13］。第一個被發(fā)現(xiàn)的circRNA 是在1976 年SANGER HL 等證明一些植物類病毒是由單鏈共價封閉RNA 組成的分子組成［14］。之后，觀察到丁型肝炎病毒HDV 具有環(huán)狀RNA 基因組［15］，在1991 年首次在人類細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)DCC能轉(zhuǎn)錄成circRNA［16］。

1.1 CircRNAs 的分類及特點(diǎn)CircRNAs 是一類沒有5′帽子和3′poly（A）尾巴的環(huán)狀RNA，主要位于細(xì)胞質(zhì)或貯存在外泌體中，真核細(xì)胞中有廣泛的表達(dá)。由于沒有5′帽子結(jié)構(gòu)和3′poly（A）尾巴，CircRNAs在體內(nèi)相對比較穩(wěn)定，不易受RNA核糖外切酶的降解［17］。CircRNAs 具有時序特異性、疾病特異性、組織特異性及高穩(wěn)定性等特征，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)多數(shù)circRNAs是由外顯子環(huán)化而形成，也有部分circRNAs是內(nèi)含子環(huán)化而成，根據(jù)來源，circRNA大致分可為3類：全外顯子型circRNAs（exonic circRNAs），全內(nèi)含子型circRNAs（intronic circRNAs），內(nèi)含子-外顯子組合的circRNAs（exon-intron circRNAs）。

1.2 CircRNAs 的合成機(jī)制CircRNAs 的合成方式分為外顯子環(huán)化和內(nèi)含子環(huán)化，目前主要的合成機(jī)制可分為以下4種，如圖1所示。

1.2.1 套索驅(qū)動的剪切體環(huán)化形成circRNAs在pre-mRNA 上，下游3′-位點(diǎn)在連續(xù)的組裝小核核糖體蛋白催化下直接連接到上游5′-位點(diǎn)，索尾插接形成套索環(huán)化，之后通過剪切形成無內(nèi)含子的circRNAs［18］。

1.2.2 內(nèi)含子配對驅(qū)動的環(huán)化形成circRNAs部分circRNAs 外顯子兩側(cè)的內(nèi)含子中含有反向互補(bǔ)序列，首先在剪切位點(diǎn)上并排形成RNA 雙鏈體，再通過可變剪切形成帶內(nèi)含子和不帶內(nèi)含子兩種不同的circRNAs［19］?；蛘咄怙@子內(nèi)部以及兩側(cè)的內(nèi)含子可以競爭進(jìn)行RNA 配對，最終通過可變剪切形成不同類型的circRNAs［20］。

1.2.3 RBP 或一類反式因子驅(qū)動的環(huán)化形成circRNAs通過將RBPs 結(jié)合到外顯子側(cè)翼的內(nèi)含子上，從而促進(jìn)circRNA的形成［18，21］。

1.2.4 內(nèi)含子自身環(huán)化形成circRNAs在某些條件下，全內(nèi)含子型circRNAs 可以直接由前體mRNA片段中的內(nèi)含子環(huán)化而形成，全內(nèi)含子型circRNAs主要存在與細(xì)胞核，并且所含與miRNAs 結(jié)合的位點(diǎn)比較少［22］。內(nèi)含子直接成環(huán)的過程依賴于一個共用模序，這個共用模序包含一個5'剪接位點(diǎn)附近的7 nt的富含GU序列以及一個分叉位點(diǎn)附近的7 nt的富含C序列［7］。

1.3 CircRNAs 的功能CircRNAs 主要存在于細(xì)胞質(zhì)和外泌體中，大量研究表明circRNAs 與生物體的生長發(fā)育、免疫應(yīng)答、疾病發(fā)生發(fā)展等方面密切相關(guān)，且其在疾病診斷生物標(biāo)記物等方面有很大的應(yīng)用前景，但生物學(xué)功能很大程度上仍然未知。目前已發(fā)現(xiàn)的circRNAs生物學(xué)功能總結(jié)如下：

圖1 CircRNAs的成環(huán)機(jī)制

1.3.1 細(xì)胞質(zhì)中“miRNAs海綿”的作用CircRNAs鏈上富含有miRNAs 的結(jié)合位點(diǎn)，這些結(jié)合位點(diǎn)可以起到miRNAs海綿的作用，使miRNAs的3′非翻譯區(qū)與circRNAs 結(jié)合，阻止其與靶mRNA 的相互作用，進(jìn)一步調(diào)控miRNA下游靶基因的表達(dá)［23］。在人和小鼠的大腦中，circRNA Cdr1as 可以同時與miR-7、miR-671 相結(jié)合發(fā)揮作用，當(dāng)Cdr1as 位點(diǎn)從小鼠基因組中移除時，表現(xiàn)出感覺運(yùn)動通路受損——一種過濾掉不必要信息的能力缺失，這與miR-7和miR-671被激活有關(guān)［24］。

1.3.2 調(diào)控蛋白結(jié)合的作用CircRNAs 可以通過與調(diào)節(jié)mRNA 的結(jié)合蛋白（RBP）結(jié)合，進(jìn)而改變mRNA 的剪接模式或影響mRNA 穩(wěn)定性［5］。目前CLIP-seq 實(shí)驗(yàn)的興起使得circRNA-RBP 相互作用的大規(guī)模識別和分析成為可能［25］。DU WW 的研究中使用了circ-Foxo3 探針，先使其被生物素化，然后鏈霉親和素磁珠被添加到每個結(jié)合反應(yīng)中，進(jìn)一步孵育使鏈霉親和素珠結(jié)合到生物素化的circ-Foxo3 探針上。生物素化的探針將拉下circ-Foxo3 以及與之結(jié)合的蛋白質(zhì)。然后，磁珠被洗干凈，與circRNA 結(jié)合的蛋白質(zhì)可通過Western blotting 或質(zhì)譜分析法分析與circRNAs 結(jié)合蛋白有哪些，并研究它們與疾病發(fā)生的關(guān)系［26］。

1.3.3 調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的作用CircRNAs 可與RNA聚合酶相互作用并調(diào)控其轉(zhuǎn)錄，剪接因子muscleblind（MBL/MBNL1）的第二個外顯子在果蠅和人類中循環(huán)，circRNA（circMbl）及其側(cè)內(nèi)含子包含保守的肌盲結(jié)合位點(diǎn)，這些位點(diǎn)被MBL 特異性強(qiáng)結(jié)合。MBL 水平的調(diào)節(jié)強(qiáng)烈影響circMbl 的生物合成，這種影響依賴于MBL 的結(jié)合位點(diǎn)，數(shù)據(jù)表明circRNAs 可以通過與線性剪接競爭來發(fā)揮基因調(diào)控的作用，此外，還確定肌肉盲是circRNA 生物發(fā)生的一個因素［27］。

1.3.4 翻譯表達(dá)有效蛋白的作用雖然circRNAs是非編碼RNA，但也有少部分circRNAs 可被核糖體翻譯并編碼成多肽，進(jìn)而行使調(diào)控功能。N6-甲基腺苷（m6A）是RNA 中最豐富的堿基修飾，可促進(jìn)人類細(xì)胞中circRNAs 蛋白翻譯的有效起始。有研究發(fā)現(xiàn)m6A基序在circRNAs中富集，單個m6A位點(diǎn)足以驅(qū)動翻譯起始，這種m6A 驅(qū)動的翻譯需要啟動因子eIF4G2 和m6A 翻譯子YTHDF3，并且能被甲基轉(zhuǎn)移酶METTL3/14 增強(qiáng)，被去甲基化酶FTO 抑制，并在熱休克時上調(diào)，通過多聚體譜分析、計(jì)算預(yù)測和質(zhì)譜分析的進(jìn)一步分析顯示，m6A 驅(qū)動的circRNAs翻譯非常普遍，有數(shù)百個內(nèi)源性circRNAs 具有翻譯潛力［28］。

2 CircRNAs在OA中的差異表達(dá)

隨著基因芯片高通量篩選技術(shù)的快速發(fā)展，近年來越來越多的研究表明，與正常軟骨相比，骨關(guān)節(jié)炎患者的軟骨中circRNAs的表達(dá)量出現(xiàn)異常。對于基因芯片得到的差異表達(dá)circRNAs也許是個體差異導(dǎo)致，但是，芯片數(shù)據(jù)結(jié)果也可以作為研究OA 中circRNAs 的一個切入點(diǎn)，進(jìn)而探索特定circRNAs 在OA 中所發(fā)揮的作用。YING WANG 等［29］的研究發(fā)現(xiàn)與正常關(guān)節(jié)相比，在OA 軟骨細(xì)胞中有1 380 個circRNAs差異表達(dá)，篩選標(biāo)準(zhǔn)為FC≥2，P≤0.05，其中包括215個上調(diào)的circRNAs和1 165個下調(diào)的circRNAs，利用GO 分析和KEGG 信號通路分析分別對篩選得到的circRNA 基因進(jìn)行功能注釋，發(fā)現(xiàn)hsa_cir?cRNA_0032131 在OA 中是有研究價值的circRNA。雖然該研究發(fā)現(xiàn)在OA 軟骨細(xì)胞中存在一些表達(dá)差異的circRNAs 可能與OA 的病理過程有關(guān)，篩選出來的hsa_circRNA_0032131 極有可能參與了OA 的發(fā)生和進(jìn)展，但是并沒有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證該觀點(diǎn)［29］。KE XIAO等［30］利用測序平臺檢測OA膝關(guān)節(jié)髁突中circRNAs 的表達(dá)，共鑒定了197 個差異表達(dá)的circRNAs，如 hg38_circ_0007474 和 hg38_circ_0000118，并預(yù)測了21 個目標(biāo)miRNAs，2 466 個基因和166 394 對circRNA-miRNA-mRNA。進(jìn)一步分析了OA 相 關(guān) 的3 個circRNAs：hsa_circ_0045714、hsa_circ_0002485、hsa_circ_0005567。SHUAI XIANG等［31］通過綜合生物信息學(xué)分析，研究了circRNAs 在OA 滑膜中的表達(dá)譜。共收集35 份滑膜樣本，其中17 份來自膝骨關(guān)節(jié)炎患者，18份來自對照組，對5個OA滑膜樣本和5個對照進(jìn)行circRNAs測序，qRT-PCR檢測發(fā)現(xiàn)6 個差異表達(dá)的circRNAs。進(jìn)一步使用DAVID 數(shù)據(jù)庫對差異表達(dá)的circRNAs 進(jìn)行了GO 和KEGG 的富集分析，以注釋其功能，并創(chuàng)建circRNA-miRNA 共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)，以估計(jì)在OA 滑膜中特異性表達(dá)的circRNAs 可能的分子調(diào)控機(jī)制，此外，通過RNA 測序，他們還發(fā)現(xiàn)122 個circRNAs 在OA滑膜中存在差異表達(dá)，通過qRT-PCR 證實(shí)了5個下調(diào)的circRNA 和1 個上調(diào)的circRNA 的表達(dá)［30］。從以往的研究可以發(fā)現(xiàn)OA 患者circRNAs 的表達(dá)量出現(xiàn)差異表達(dá)是一個非常重要的生理變化，該變化與OA 軟骨細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)的降解，軟骨細(xì)胞的增殖、凋亡和自噬有著密切的聯(lián)系，對差異表達(dá)的circRNAs 進(jìn)行進(jìn)一步的研究有助于闡明骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展機(jī)制。

3 CircRNAs在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展中的作用

3.1 CircRNAs 與OA 軟骨細(xì)胞EMC 的降解細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular matrix，ECM）和軟骨細(xì)胞共同組成關(guān)節(jié)軟骨，其中ECM 包含有許多成分，如蛋白聚糖、Ⅱ型膠原等蛋白多糖及另外一些非膠原蛋白、其他膠原亞型，軟骨細(xì)胞是ECM 合成和儲存運(yùn)輸?shù)募?xì)胞，這些細(xì)胞的位置在陷窩處并具有不活躍的有絲分裂活動［32］。SHU YING SHEN 等［33］發(fā)現(xiàn)OA軟骨組織中CircSERPINE2 表達(dá)降低與ECM 的過度消亡及合成代謝和分解代謝因子失衡直接相關(guān)，CircSERPINE2可作為miR-1271-5p的“海綿”，通過靶向miR-1271-5p和ERG 在人軟骨細(xì)胞（HCs）中發(fā)揮作用。關(guān)節(jié)內(nèi)注射腺相關(guān)病毒circserpine2-wt 可減輕兔模型中的OA。另一個機(jī)械應(yīng)力相關(guān)circRNAs（circRNAs-MSR）在軟骨中的作用研究，首先用生物信息學(xué)方法來預(yù)測circRNAs 和miRNAs在軟骨中的相互作用，在體外進(jìn)行circRNAs-MSR 功能缺失實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)共有104 個表達(dá)差異的circRNAs，在這些circRNAs 中，分別有44 和60 個circRNAs 表達(dá)上調(diào)和下調(diào)，軟骨細(xì)胞在機(jī)械應(yīng)激下circRNA-MSR 表達(dá)增加［20］。CircPDE4D 是一種來源于人線性PDE4D的環(huán)狀RNA，在OA 進(jìn)展過程中對維持ECM 起重要作用，在OA 軟骨組織和炎癥細(xì)胞因子刺激下，circPDE4D 顯著下調(diào)，而circPDE4D 的敲除可導(dǎo)致Aggrecan 的丟失和基質(zhì)分解代謝酶（包括MMP3、MMP13、ADAMTS4 和ADAMTS5）的上調(diào)，但與增殖或凋亡無關(guān)，另外在內(nèi)側(cè)半月板（DMM）失穩(wěn)的小鼠模型中，circPDE4D 關(guān)節(jié)內(nèi)注射減輕了DMM 誘導(dǎo)的軟骨損傷［34］。OA 軟骨組織中CircCDH13 的上調(diào)可顯著誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞凋亡，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)分解代謝，抑制細(xì)胞外基質(zhì)合成代謝［35］。

3.2 CircRNAs 作為“miRNA 海綿”在骨關(guān)節(jié)炎中的作用YING ZHANG 等［36］的研究發(fā)現(xiàn)在體內(nèi)外OA 中circRNA MALAT1 上調(diào)，而miR-150-5p 下調(diào)，miR-150-5p 水平與MALAT1、AKT3 水平呈負(fù)相關(guān)，更重要的是，過表達(dá)MALAT1 可以通過負(fù)向調(diào)控miR-150-5p促進(jìn)AKT3的表達(dá)。另一方面miR-150-5p的過表達(dá)可抑制細(xì)胞外基質(zhì)降解，miR-150-5p 的缺失補(bǔ)救了MALAT1 下調(diào)或?qū)L-1 刺激軟骨細(xì)胞導(dǎo)致AKT3 減少的現(xiàn)象，也就是說MALAT1 能作為miR-150-5p 的“海 綿”通 過MALAT1/miR-150-5p/AKT3 軸 調(diào) 控 細(xì) 胞 增 殖、凋 亡［36］。有 研 究 發(fā) 現(xiàn)CircCDK14 在關(guān)節(jié)磨損位置下調(diào)，同時調(diào)節(jié)了軟骨的代謝，抑制了細(xì)胞凋亡，促進(jìn)了軟骨的增殖，在機(jī)制上，CircCDK14 的保護(hù)作用是通過miR-125a-5p 介導(dǎo)的，CircCDK14 通過miR-125a-5p“海綿”下調(diào)了Smad2 的表達(dá)，導(dǎo)致TGF-β信號通路功能障礙，在兔模型中，關(guān)節(jié)內(nèi)注射腺相關(guān)病毒-CircCDK14也可以緩解OA，研究揭示了CircCDK14/miR-125a-5p/Smad2軸在OA進(jìn)展中的發(fā)揮了重要作用［37］。CircPDE4D被發(fā)現(xiàn)可作為miR-103a-3p的“海綿”而發(fā)揮作用，從而調(diào)控FGF18 的表 達(dá)，而FGF18 是miR-103a-3p 的直接 靶點(diǎn)［34］。在正常和OA 軟骨組織中，轉(zhuǎn)錄因子LEF1 的差異表達(dá)增加了circRNA、circRNF121的表達(dá)，LEF1和circRNF121 的表達(dá)與Mankin 的評分呈正相關(guān)，circRNF121 的改變可介導(dǎo)細(xì)胞外機(jī)制（ECM）的降解、細(xì)胞凋亡和軟骨細(xì)胞的增殖，miR-665 被確定為circRNF121 和MYD88 的直接調(diào)控靶點(diǎn)，circRNF121和MYD88 調(diào)節(jié)了軟骨細(xì)胞的ECM 降解、凋亡和增殖，而這可以被miR-665 逆轉(zhuǎn)，這表明LEF1 通過調(diào)控circRNF121/miR-665/MYD88軸影響NF-кB通路從而 影 響OA 的 進(jìn) 程［38］。 生 物 信 息 學(xué) 預(yù) 測 了circCDH13 與miR-296-3p、miR-296-3p 與磷酸酶和tensin 同源物（PTEN）之間的調(diào)控關(guān)系，并通過RNA下調(diào)和熒光素酶檢測驗(yàn)證，腺相關(guān)病毒也被用來揭示circCDH13 在中半月板（DMM）誘導(dǎo)的OA 小鼠失穩(wěn)中的作用和機(jī)制，circCDH13 作為miR-296-3p 的“海綿”，調(diào)控miR-296-3p-PETN 通路，參與OA 的發(fā)生，體內(nèi)沉默circCDH13 可明顯減輕dmm 誘導(dǎo)的小鼠OA 的發(fā)生［35］。越來越多研究證明circRNAs 在骨關(guān)節(jié)炎中作為“miRNA 海綿”發(fā)揮著極其重要的作用。

3.3 CircRNAs 與OA 軟骨細(xì)胞的增殖、凋亡和自噬有研究發(fā)現(xiàn)在體內(nèi)外OA中circRNA MALAT1和AKT3上調(diào)，circRNA MALAT1的敲低可抑制IL-1誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，增加MMP-13、ADAMTS-5 表達(dá)，減少膠原蛋白Ⅱ、aggracan 表達(dá)，MALAT1 上調(diào)或AKT3 過表達(dá)可增強(qiáng)細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡［36］。circRNA.33186 在IL-1β 蛋白處理的軟骨細(xì)胞和不穩(wěn)定的內(nèi)側(cè)半月板誘導(dǎo)的OA 小鼠模型的軟骨組織中顯著上調(diào)，circRNA.33186的沉默表達(dá)可以增加合成代謝因子（Ⅱ型膠原）的表達(dá)，降低分解代謝因子（MMP-13）的表達(dá)，還能促進(jìn)IL-1β細(xì)胞轉(zhuǎn)染后的軟骨細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡［39］。有研究顯示circ_0136474 和MMP-13 在OA 軟骨組織中的表達(dá)水平明顯高于正常軟骨組織，circ_0136474在OA 中通過促進(jìn)MMP-13 表達(dá)和抑制miR-127-5p表達(dá)，抑制細(xì)胞增殖，過表達(dá)miR-127-5p 負(fù)向調(diào)控MMP-13 表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增殖，這表明在OA 中，circ_0136474 和MMP-13 通過競爭性結(jié)合miR-127-5p，抑制細(xì)胞增殖，同時增強(qiáng)細(xì)胞凋亡［40］。Hsa_circ_0045714 過表達(dá)可以抑制miR-193b 轉(zhuǎn)錄活性，從而上調(diào)IGF1R的表達(dá)，hsa_circ_0045714能促進(jìn)Ⅱ型膠原和aggrecan 的表達(dá)，促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖，IGF1R 具有類似的功能，而miR-193b 可以抑制Ⅱ型膠原和aggrecan 的表達(dá)，抑制軟骨細(xì)胞增殖但促進(jìn)其凋亡，過表達(dá)IGF1R可以逆轉(zhuǎn)miR-193b的作用，而miR-193b mimic或IGF1R siRNA可以抑制hsa_circ_0045714的功能，因此，hsa_circ_0045714可以通過促進(jìn)miR-193b靶基因IGF1R 的表達(dá)來調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)的合成以及軟骨細(xì)胞的增殖和凋亡［23］。hsa_circ_0005567基因敲低加速了IL-1β誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞凋亡，而過表達(dá)hsa_circ_0005567 減緩了IL-1β 誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞凋亡，但這種作用可被3-甲基ladenine（自噬抑制劑）消除，表明hsa_circ_0005567 過表達(dá)通過誘導(dǎo)自噬抑制了軟骨細(xì)胞凋亡，此外，hsa_circ_0005567 可與miR-495 競爭結(jié)合，降低了早期自噬標(biāo)志物ATG14的表達(dá)，而ATG14 是miR-495 的直接靶標(biāo)，miR-495 mimic 和ATG14 敲除均抵消了過表達(dá)IL-1 誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞中hsa_circ_0005567促自噬和抗凋亡的作用，這些都說明hsa_circ_0005567通過調(diào)控miR-495/ATG14軸激活自噬，從而抑制IL-1β 誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞凋亡［41］。還有報道稱ciRS-7（ciRS-7）/microRNA 7（miR-7）軸在OA 中異常表達(dá)，調(diào)節(jié)IL-1β 刺激的軟骨細(xì)胞的增殖、炎癥反應(yīng)和凋亡［42］。

3.4 CircRNAs與OA 軟骨細(xì)胞的炎癥反應(yīng)炎癥的發(fā)生可以促進(jìn)細(xì)胞軟骨的降解，加重骨關(guān)節(jié)炎患者的病情，傳統(tǒng)的炎癥因子主要有腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）、白介素-6（IL-6）、轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）等，許多研究發(fā)現(xiàn)circRNAs 調(diào)控骨關(guān)節(jié)炎進(jìn)程與這些因子密切相關(guān)。如敲低circRNA-MSR 可抑制TNF-α 的表達(dá)，影響OA 的進(jìn)程［20］。在OA 患者和IL-1β 蛋白處理的軟骨細(xì)胞中circSERPINE2 表 達(dá) 降 低，TGFBR2 是miR-495 的 靶點(diǎn)，在OA 患者和IL-1β 誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞中低表達(dá)，circSERPINE2 可以通過與miR-495 結(jié)合調(diào)控TGFBR2的表達(dá)［43］，從而削弱IL-1β 引起的軟骨細(xì)胞凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)降解。

3.5 其他近年來，有研究人員探究了人類的MSC（BMMSC）分泌的細(xì)胞外囊泡（Extracellular vesicle，EV）在人OA 軟骨修復(fù)中的 作 用［44］。而ELENA DELLA BELLA 等［45］鑒定了人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）成骨和軟骨分化中miRNAs，piRNAs 和circRNAs 的差異表達(dá)，確定了一組差異表達(dá)的circRNAs 以及它們的親本基因，其中涉及一系列的分子調(diào)控途徑，如環(huán)核苷酸的調(diào)節(jié)用于成骨分化和膠原合成，F(xiàn)GF、TGF-β 通路中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，證明了BSCL2 在成骨分化中與circRNAs 的調(diào)控作用十分重要，該研究還發(fā)現(xiàn)circRNA FKBP5 在成骨和軟骨分化中都是上調(diào)表達(dá)的，并且與地塞米松密切相關(guān)，circRNA FKBP5有可能參與了反激活途徑。

4 CircRNAs 作為骨關(guān)節(jié)炎診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物及在骨關(guān)節(jié)炎中的治療作用

生物標(biāo)記物的檢測可以為診斷骨關(guān)節(jié)炎的軟骨退化提供有用的信息，它反映了與疾病相關(guān)的分子的生物活性并可預(yù)測疾病進(jìn)展的過程。不同的circRNAs 可以特異性地與miRNA 結(jié)合，該類復(fù)合物可以與轉(zhuǎn)錄因子一起調(diào)控基因的表達(dá)并維持生物體的體內(nèi)平衡，在分子和細(xì)胞水平研究circRNAs 基因在病理組織和正常組織中的差異表達(dá)并進(jìn)一步尋找重建平衡的機(jī)制。在分子和細(xì)胞水平研究circRNAs作用機(jī)制的文獻(xiàn)首先是檢測circRNAs 基因的生理模式中的功能障礙在各種組織中表達(dá)，并進(jìn)一步尋找重建平衡的機(jī)制。在此背景下，circRNAs 作為幾種疾病的新的潛在生物標(biāo)記物，已有學(xué)者證明并建議使用circRNAs作為OA的生物標(biāo)志物［22］。

CircRNAs參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展，但circRNAs在OA 中的作用研究至今還比較少。QIANG LIU 的研究認(rèn)為與ECM 相關(guān)的circRNAs（circRNA-CER）可作為治療OA 的靶點(diǎn)［46］。在體外進(jìn)行了circRNAs的功能缺失和恢復(fù)實(shí)驗(yàn)，與正常軟骨相比共有71個circRNAs在OA差異表達(dá)，circRNA-CER的表達(dá)隨著軟骨細(xì)胞中IL-1和TNF水平升高而升高，用小干擾RNA對circRNAs進(jìn)行沉默可抑制MMP13的表達(dá)，增加ECM的形成，研究還發(fā)現(xiàn)circRNA-CER 可能與MMP13競爭miR-136 而發(fā)揮功能，這表明circRNA-CER 可以通過調(diào)控MMP13 發(fā)揮內(nèi)源性競爭性RNA（ceRNA）的功能，參與軟骨細(xì)胞ECM 的降解［46］，也就是說circRNA-CER有可能作為生物標(biāo)志物用于治療OA。

5 總結(jié)與展望

近年來OA 等慢性疾病的發(fā)病率呈逐年上升的趨勢，OA 是一種給患者帶來巨大痛苦的關(guān)節(jié)疾病，給世界醫(yī)療資源帶來巨大負(fù)擔(dān)。盡管目前對于OA 的研究越來越多，各種OA 治療方法層出不窮也呈現(xiàn)多樣化，但治愈OA，減輕患者的不良感受還需要做很大的努力。近年來發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)性非編碼RNA，尤其是circRNAs 在OA 的發(fā)生和進(jìn)展中發(fā)揮著重要作用。已有許多研究證實(shí)circRNA 參與了OA 密切相關(guān)的軟骨細(xì)胞EMC 的降解、OA 軟骨細(xì)胞的增殖、凋亡和自噬、OA 軟骨細(xì)胞的炎癥反應(yīng)等，這說明circRNAs 有可能作為診斷和治療OA 的新靶點(diǎn)，有望研發(fā)出新的治療舉措，當(dāng)然，circRNA 的研究尚不成熟，目前主要集中研究的是OA 軟骨細(xì)胞EMC 的降解和炎癥反應(yīng)，其他方面如軟骨細(xì)胞的凋亡、自噬也值得繼續(xù)深入研究。