張亞，浦澗

(1. 右江民族醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣西 百色 533000；2. 右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，廣西 百色 533000)

在全世界惡性腫瘤中病死率居于第二位的惡性腫瘤——肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是肝臟原發(fā)性腫瘤中最常見的類型，尤其在我國(guó)最為多見[1]。我國(guó)每年有超過(guò)300 000人死于肝癌，這對(duì)我國(guó)國(guó)民的身體健康造成了極其嚴(yán)重的危害，而且其發(fā)病率仍然呈上升趨勢(shì)，這主要是近幾十年來(lái)病毒性肝炎、酗酒和肥胖的發(fā)病率增加所致[1-2]。其中導(dǎo)致我國(guó)HCC發(fā)生的主要因素為乙型病毒性肝炎后的肝硬化，而西方國(guó)家比較常見的因素則是長(zhǎng)期大量的飲酒，此外還有含黃曲霉毒素食物的攝入、非酒精性脂肪肝損傷等[3]。雖然近年來(lái)已經(jīng)在HCC的診療技術(shù)上取得較大進(jìn)步，但是傳統(tǒng)的手術(shù)切除仍然是目前延長(zhǎng)肝癌患者生存期最有效的治療方法，也是唯一能治愈HCC的方法[4]。但有研究顯示，HCC手術(shù)切除術(shù)后5年復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移率可高達(dá)60%～70%[5]，大約有50%的患者在手術(shù)切除后5年內(nèi)死亡[6]。大多數(shù)HCC患者處于疾病的早期時(shí)不易被發(fā)現(xiàn)，究其原因主要為HCC缺乏特異性的標(biāo)志物，等到發(fā)現(xiàn)的時(shí)候已經(jīng)失去了手術(shù)醫(yī)治的最佳時(shí)期，因此HCC患者的治療效果和預(yù)后較差[7]。除此之外，HCC的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移也是影響HCC患者是否能夠得到長(zhǎng)期生存的關(guān)鍵要素。

近年來(lái)，對(duì)原發(fā)性肝癌致病機(jī)制的研究，重點(diǎn)涉及了致癌基因、抑癌基因、表觀遺傳學(xué)、非編碼RNA等方面，特別是針對(duì)環(huán)狀RNA(circRNA)在原發(fā)性肝癌的致病機(jī)制研究中，涉及了HCC的干性轉(zhuǎn)變、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)、細(xì)胞miRNA的表達(dá)異常等，并獲得了較大的進(jìn)展。本文就circRNA在HCC發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制研究部分新進(jìn)展作一綜述。

1 circRNA概述

circRNA是人類最早于20世紀(jì)70年代在病毒中發(fā)現(xiàn)的一類RNA[8]，它獨(dú)特的天然封閉式環(huán)狀結(jié)構(gòu)使自身不容易受RNA外切酶的影響而發(fā)生降解，因此自身的表達(dá)更加穩(wěn)定[9]。但當(dāng)時(shí)人們的知識(shí)水平與技術(shù)條件有限，發(fā)現(xiàn)circRNA是一種不編碼蛋白質(zhì)的RNA，因此認(rèn)為它沒(méi)有生物學(xué)功能，只是一種由于剪接錯(cuò)誤而產(chǎn)生的一類特殊的內(nèi)源性非編碼RNA分子，從而忽略了對(duì)它的研究。近些年來(lái)隨著高分子通量測(cè)序等生物技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的circRNA被證實(shí)在很多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中扮演著至關(guān)重要的角色[10]。研究發(fā)現(xiàn)，circRNA是共價(jià)封閉的環(huán)狀RNA分子，通常來(lái)自于外顯子序列，并在正側(cè)剪接位點(diǎn)被剪接而成；circRNA大多數(shù)是來(lái)自于基因編碼區(qū)的外顯子，其它c(diǎn)ircRNA來(lái)自于5′-或3′-非翻譯區(qū)(5′- utrs或3′- utrs)、內(nèi)含子和基因間區(qū)，以及反義RNA[11]。因此，circRNA被分為4類：外顯子circRNA、內(nèi)含子circRNA、外顯子-內(nèi)含子circRNA和基因間circRNA。circRNA豐度，甚至是通過(guò)選擇性剪接表達(dá)的circRNA亞型豐度，都因細(xì)胞類型不同而不同；circRNA在大腦中富集，并在胎兒發(fā)育期間大量增加[12]。這些特征的發(fā)現(xiàn)，使得研究人員提出了關(guān)于circRNA的生物合成、在順式和反式中的調(diào)控、功能及其作用機(jī)制的基本問(wèn)題，并成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)[13]。此外，circRNA在細(xì)胞中的運(yùn)輸和降解也是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的未解問(wèn)題。近幾年來(lái)，越來(lái)越多的circRNA被發(fā)現(xiàn)在腫瘤細(xì)胞中存在著異常表達(dá)，它們的異常表達(dá)影響了癌細(xì)胞的侵襲和遷移能力，也是癌癥患者轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)和死亡的重要原因。但這些發(fā)現(xiàn)只是冰山一角，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，成千上萬(wàn)存在于自然界的circRNA如今仍然是謎一樣的存在。

2 circRNA的作用機(jī)制

circRNA近幾年來(lái)作為被廣泛研究的對(duì)象，它參與了多種惡性腫瘤的細(xì)胞增殖、分化、遷移、侵襲和許多信號(hào)通路，尤其是與HCC之間的關(guān)聯(lián)已成為當(dāng)前研究的熱門話題。下面從circRNA在HCC中影響miRNA的表達(dá)、調(diào)節(jié)干性轉(zhuǎn)變及上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)，以及細(xì)胞自噬等綜述其致病機(jī)制。

2.1 circRNA與miRNA miRNA是一種內(nèi)源性非編碼單鏈內(nèi)源性染色體編碼的核苷酸小分子RNA，長(zhǎng)度為19～25個(gè)核苷酸的小分子RNA，它們通過(guò)調(diào)控mRNA翻譯和降解而調(diào)節(jié)抑癌基因和癌基因的表達(dá)，控制腫瘤細(xì)胞的發(fā)生與發(fā)展，在幾乎所有與腫瘤相關(guān)的過(guò)程都發(fā)揮著重要作用，對(duì)多種腫瘤細(xì)胞的增殖、分化、侵襲以及轉(zhuǎn)移有重要意義[14]。比如，有學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)miRNA-338-3p在癌組織或細(xì)胞中的表達(dá)較低，而在癌旁組織中的表達(dá)明顯要高于癌組織，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了miRNA-338-3p與腫瘤細(xì)胞的遷移和增殖有關(guān)[15-16]。Salmena L等[17]在2011年首次發(fā)現(xiàn)并證明circRNA主要是作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA(ceRNA)，即作為miRNA分子“海綿”來(lái)發(fā)揮作用，又被稱為競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性RNA機(jī)制。ceRNA上存在著多個(gè)能夠與miRNA互補(bǔ)結(jié)合位點(diǎn)，自身來(lái)充當(dāng)miRNA的海綿，與miRNA競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，從而發(fā)揮對(duì)下游靶基因的調(diào)控作用，參與HCC的發(fā)生與發(fā)展[18]。

在肝癌的發(fā)生發(fā)展中，miRNA在circRNA調(diào)節(jié)肝癌發(fā)生發(fā)展的致病機(jī)制中充當(dāng)?shù)闹匾巧巡糠肢@得闡明，如Yu J等[19]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)circRNA-104718通過(guò)靶向miR-218-5p/TXNDC5信號(hào)通路促進(jìn)肝癌的進(jìn)展。circRNA-104718作為ceRNA，通過(guò)與硫氧還蛋白結(jié)構(gòu)域蛋白5(TXNDC5)mRNA競(jìng)爭(zhēng)，并直接與miR-218-5p結(jié)合，解除miR-218-5p靶TXNDC5的抑制，從而導(dǎo)致miRNA功能的抑制，促進(jìn)了細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲，以及抑制了細(xì)胞的凋亡，并且在肝癌組織中過(guò)表達(dá)的circRNA-104718可以增加腫瘤的體積和轉(zhuǎn)移率。而且，circRNA通過(guò)海綿樣作用于miRNA，形成circRNA-miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)來(lái)影響肝癌的發(fā)生發(fā)展[20]。如Liu Z等[21]發(fā)現(xiàn)circRNA-5692能通過(guò)circRNA-5692/miR-328-5p/DAB2IP通路抑制miR-328-5p，促進(jìn)DAB2IP表達(dá)，從而抑制肝癌的進(jìn)展。Jiang P等[22]發(fā)現(xiàn)circ_0091579可通過(guò)介導(dǎo)miR-940調(diào)節(jié)TACR1的表達(dá)來(lái)介導(dǎo)HCC的發(fā)展，他們通過(guò)注射Huh7細(xì)胞建立小鼠異種移植模型，證實(shí)敲除circ_0091579可以下調(diào)circ_0091579基因表達(dá)來(lái)抑制HCC細(xì)胞的生長(zhǎng)，這可能與其通過(guò)ceRNA的機(jī)制介導(dǎo)miR-940/TACR1軸降低腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)相關(guān)。在乳腺癌中也存在與HCC類似的機(jī)制，Xie J等[23]用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-qPCR)或蛋白印跡法(Western Blot)檢測(cè)circ_0061825在乳腺癌(BC)組織和細(xì)胞中呈過(guò)表達(dá)，通過(guò)雙熒光素酶報(bào)告基因分析確定circ_0061825、miR-593-3p和FGFR3之間的靶向關(guān)系以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)得出，circ_0061825作為miR-593-3p的分子海綿，可以通過(guò)海綿包裹miR-593-3p來(lái)調(diào)控FGFR3的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)BC惡性進(jìn)展，除此之外還發(fā)現(xiàn)通過(guò)敲低circ_0061825能證實(shí)miR-593-3p過(guò)表達(dá)可通過(guò)下調(diào)FGFR3抑制BC細(xì)胞的惡性進(jìn)展。類似的原理在胃癌中也被證明，Yang X等[24]發(fā)現(xiàn)circ_0110805是一種在耐順鉑的胃癌組織和細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)高表達(dá)的circRNA，其沉默可以抑制胃癌的發(fā)展，通過(guò)海綿miR-299-3p下調(diào)ENDOPDI表達(dá)來(lái)抑制胃癌細(xì)胞對(duì)順鉑等化療藥物的耐藥性。

2.2 circRNA與HCC的干性轉(zhuǎn)變 腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cells/tumor initial cells，CSCs)被認(rèn)為是惡性腫瘤不易被治療的重要因素之一，它一方面能夠通過(guò)自我復(fù)制保持其自身的“干性”，另一方面也可以通過(guò)分化成為腫瘤細(xì)胞，從而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。目前可檢測(cè)的腫瘤細(xì)胞干性標(biāo)志物主要有CD133、CD44、CD90、ALDH1、ABCG2、核黃素等，并且已經(jīng)有越來(lái)越多的證據(jù)證實(shí)circRNA在與CSCs相關(guān)的調(diào)控信號(hào)通路中扮演著至關(guān)重要的角色，在這些信號(hào)通路中，它們既可以作為癌基因，也可以作為腫瘤抑制因子，而Wnt/β-catenin信號(hào)通路則是參與CSCs調(diào)控的關(guān)鍵通路[25]。研究發(fā)現(xiàn)，circ-ABCC1上調(diào)通過(guò)CD133-/Caco2或CD133-/HCT15介導(dǎo)促進(jìn)結(jié)腸直腸癌細(xì)胞的干性、集落形成和轉(zhuǎn)移，并證實(shí)circ-ABCC1是通過(guò)激活Wnt/catenin通路促進(jìn)結(jié)腸直腸癌進(jìn)展[26]；Sun J等[27]發(fā)現(xiàn)hsa_circ_0001806在結(jié)腸直腸癌組織中顯著上調(diào)，通過(guò)激活hsa_circ_0001806/miR-193a-5p/COL1A1軸促進(jìn)結(jié)腸直腸癌細(xì)胞的干性，并與結(jié)腸直腸癌的TNM分期、浸潤(rùn)深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān)。Zhu YJ等[28]在研究中首次證明circZKSCAN1通過(guò)與FMRP競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合來(lái)阻斷CCAR1與FMRP結(jié)合，使Wnt/β-catenin信號(hào)通路失活，從而抑制肝癌的細(xì)胞干性，誘導(dǎo)腫瘤靜止，并通過(guò)抑制癌細(xì)胞的干性來(lái)抑制多種惡性行為。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)，circ-MALAT1通過(guò)充當(dāng)ceRNA，并與miR-6887-3p競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，上調(diào)癌基因(JAK2)和增加磷酸化JAK2，增強(qiáng)JAK2/STAT3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而促進(jìn)肝CSCs的自我更新，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[29]。

2.3 circRNA與HCC的上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化 上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)是標(biāo)志惡性腫瘤細(xì)胞開始發(fā)生轉(zhuǎn)移以及獲得遷移和侵襲能力的重要過(guò)程，腫瘤細(xì)胞上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的發(fā)生一般預(yù)示著腫瘤惡性進(jìn)程的開端[30]。在此過(guò)程中伴有E-cadherin表達(dá)的減少、N-cadherin和Vimentin等分子標(biāo)志物的升高[31]。腫瘤細(xì)胞通過(guò)EMT使其失去與基底膜、細(xì)胞之間的黏附連接，獲得了較高的游走遷移、抗凋亡和降解細(xì)胞外基質(zhì)的能力，從而獲得間質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)和特性，使得腫瘤細(xì)胞更易離開原位，發(fā)生原位浸潤(rùn)或者遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[32]。例如，在HCC中，有研究者發(fā)現(xiàn)circ-000663在HCC組織中呈低表達(dá)，而高水平的circ-000663可以抑制HCC細(xì)胞的增殖來(lái)發(fā)揮抑癌作用，與HCC的EMT增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移有著重要的關(guān)系，這將在很大程度上改善HCC患者的預(yù)后，最大程度地降低HCC的復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移[33]； Zhang X等[34]發(fā)現(xiàn)circSMAD2在肝癌組織中表達(dá)下調(diào)，且與腫瘤分化程度相關(guān)，circSMAD2過(guò)表達(dá)通過(guò)抑制miR-629的表達(dá)來(lái)抑制肝癌細(xì)胞的遷移、侵襲和EMT，從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞的EMT進(jìn)程。而同樣地在胃癌中，也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)circFNDC3B表達(dá)增加、circ-HIAT1的表達(dá)降低，促進(jìn)了胃癌的EMT并誘導(dǎo)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，這也是進(jìn)展期胃癌患者預(yù)后不良的最主要原因[35-36]。Pu J等[37]在前期的研究中發(fā)現(xiàn)HCC的發(fā)展與hsa_circ_0000092/miR-338-3p/HN1的調(diào)控軸有關(guān)，主要機(jī)制是通過(guò)hsa_circ_0000092與miR-338-3p競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，從而降低miR-338-3p的表達(dá)，上調(diào)下游HN1的表達(dá)水平，加速了HCC的EMT進(jìn)程，使得HCC組織中的腫瘤細(xì)胞發(fā)生增殖、遷移、侵襲以及生成血管，促進(jìn)了HCC的進(jìn)展。

2.4 circRNA與細(xì)胞自噬 自噬一般被認(rèn)為是降解受損或不需要的蛋白質(zhì)和器官的一種非選擇性途徑。細(xì)胞自噬功能在腫瘤發(fā)生發(fā)展的不同階段中，起著不同的作用——抑癌或致癌作用，而circRNA與細(xì)胞自噬關(guān)系密切。在乳腺癌中，Liang GH等[38]發(fā)現(xiàn)與自噬相關(guān)的circCDYL在BC組織中的表達(dá)水平比在癌旁組織中的表達(dá)水平明顯升高，circCDYL通過(guò)miR-1275-ATG7/ULK1軸提高BC細(xì)胞自噬水平，在體內(nèi)外均增強(qiáng)了BC細(xì)胞的惡性進(jìn)展；在臨床上，BC患者腫瘤組織和血清中circCDYL的增加與腫瘤負(fù)荷高、生存期短和臨床治療反應(yīng)差有關(guān)。在肺癌中，circHIPK3被認(rèn)為是肺癌亞組中關(guān)鍵的自噬調(diào)節(jié)因子，Chen XY等[39]認(rèn)為circHIPK3通過(guò)MIR124-3p-STAT3軸調(diào)節(jié)自噬誘導(dǎo)的細(xì)胞系(A549和H838)的自噬，從而促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，研究還揭示了高circHIPK3和linHIPK3比率(C/L比值)(>0.49)是患者預(yù)后不良的指標(biāo)，尤其是在非小細(xì)胞肺晚期的癌患者中，適當(dāng)上調(diào)circHIPK3/linHIPK3之間的比例可能對(duì)非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者具有治療潛力。在口腔鱗癌中，circCDR1as通過(guò)AKT/ERK1/mTOR信號(hào)通路上調(diào)處于缺氧條件下的口腔鱗癌細(xì)胞自噬以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞存活，并且circCDR1as的高表達(dá)通過(guò)促進(jìn)自噬提高了口腔鱗癌細(xì)胞在低氧微環(huán)境下的細(xì)胞活力，以此來(lái)適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激來(lái)抑制癌細(xì)胞的凋亡，從而促進(jìn)惡性腫瘤的進(jìn)展[40]。在肝癌中，許多研究證明了circ-SPECC1在多種癌細(xì)胞中的表達(dá)水平明顯升高[41]，Zhang B等[42]也證實(shí)了circ-SPECC1能夠促進(jìn)體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)，circ-SPECC1作為CeRNA，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性拮抗miR-33a的抑癌作用促進(jìn)氧化應(yīng)激下肝癌細(xì)胞的增殖，并且抑制了細(xì)胞的凋亡，從而對(duì)肝癌的惡性進(jìn)展起到促進(jìn)作用；此外，在實(shí)驗(yàn)中加入自噬抑制劑3-MA后證明了細(xì)胞自噬抑制在氧化應(yīng)激下HCC的進(jìn)展。Lin SB等[43]的研究中發(fā)現(xiàn)circ_0027345可以通過(guò)與miR-345-5p結(jié)合來(lái)調(diào)控肝癌細(xì)胞的存活、凋亡、細(xì)胞周期、遷移、侵襲和自噬；circ_0027345過(guò)表達(dá)可通過(guò)下調(diào)Beclin 1和LC3-II/LC3-I的水平來(lái)抑制細(xì)胞凋亡和自噬，加速細(xì)胞周期進(jìn)程，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移和侵襲。

3 小結(jié)

circRNA是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)界的研究熱點(diǎn)，目前研究主要集中在HCC發(fā)展過(guò)程中的機(jī)制，涉及了HCC的干性轉(zhuǎn)變、EMT、細(xì)胞miRNA表達(dá)異常以及細(xì)胞自噬等，并獲得較大的進(jìn)展，并且已發(fā)現(xiàn)諸多circRNA-miRNA- mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與腫瘤的發(fā)生與發(fā)展相關(guān)。circRNA是一類比較穩(wěn)定的天然呈封閉環(huán)狀的非編碼RNA，它在多種惡性腫瘤細(xì)胞中都有異常表達(dá)——升高或降低，目前已發(fā)現(xiàn)在HCC組織中表達(dá)量升高的circRNA有hsa_circ_0056836[44]、hsa_circ_0003645[45]、hsa_circ_0016788等[46]，而hsa_circ_0001649[47]、circADAMTS13[48]等表達(dá)水平降低，它們很多是通過(guò)充當(dāng)ceRNA與miRNA競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，靶向調(diào)控相應(yīng)通路來(lái)促進(jìn)HCC的進(jìn)展。隨著對(duì)circRNA在腫瘤致病機(jī)制方面研究的不斷加深，研究者們逐漸發(fā)現(xiàn)有的circRNA是通過(guò)促進(jìn)或者抑制惡性腫瘤細(xì)胞的干性轉(zhuǎn)變來(lái)調(diào)控腫瘤的進(jìn)展，也有的circRNA是促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)進(jìn)程來(lái)加快腫瘤的惡性進(jìn)展過(guò)程，還有的circRNA則是通過(guò)提高腫瘤細(xì)胞的自噬水平來(lái)抑制或加速腫瘤的進(jìn)展方向。

綜上所述，在HCC中，大多數(shù)circRNA主要是作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA(ceRNA)，通過(guò)充當(dāng)miRNA海綿來(lái)解除對(duì)下游相對(duì)應(yīng)靶基因的抑制作用而發(fā)揮對(duì)腫瘤的調(diào)控作用。circRNA可與蛋白質(zhì)相互作用，調(diào)節(jié)基因的剪接或轉(zhuǎn)錄；也可翻譯成蛋白質(zhì)或小肽；還參與表觀遺傳調(diào)控。也有一定數(shù)量的circRNA可以通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞干性、EMT以及自噬水平，進(jìn)而調(diào)節(jié)HCC的生長(zhǎng)、侵襲和遷移，從而影響患者的預(yù)后。由于circRNA能夠在各種組織中得到穩(wěn)定的表達(dá)，這大大增加了其作為生物標(biāo)志物和治療靶標(biāo)的潛力，因此，可以作為HCC患者早期診斷和有效治療的生物標(biāo)記物。盡管對(duì)circRNA在肝癌中的功能研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，但大多數(shù)circRNA在肝癌進(jìn)展中的功能和機(jī)制仍遠(yuǎn)未完全闡明，并且要將其應(yīng)用于臨床還需要很長(zhǎng)的時(shí)間，期待我們更多的努力探索。