一月份環狀RNAcircRNA研究匯總 2017

2017年1月份結束了，在這一個月的時間裡，環狀RNA的研究保持了以往的熱度。主要進展集中在疾病相關的環狀RNA鑒定和分子機制等方面。1 circPABPN1競爭性結合HuR抑制 PABPN1的翻譯1月12日，RNA Biology雜誌在線發表了NIH的Kotb Abdelmohsen教授為通訊作者的文章，介紹發現CircPABPN1競爭性結合HuR抑制 PABPN1的翻譯(Abdelmohsen et al., 2017)。

文中作者利用RIP實驗在Hela細胞中分離與HuR相互作用的環狀RNA，鑒定到一大批環狀RNA，其中hsa_circ_0031288的變化最明顯。該環狀RNA對應的基因是Poly(A)-binding protein nuclear 1 (PABPN1)基因mRNA的前體RNA，因此作者將其命名為CircPABPN1。進一步的研究表明HuR不影響CircPABPN1的功能，但過量的CircPABPN1會阻止HuR結合至線性的PABPN1的線性RNA上，並降低後者的翻譯效率(Abdelmohsen et al., 2017)。本文的發現介紹了一種新的環狀RNA作為內源性競爭結合調控蛋白的因子的功能模型實例（Protein Sponge），豐富了環狀RNA功能模型的研究報道實例。

圖1 CircPABPN1競爭性結合HuR抑制 PABPN1的翻譯 （來自(Abdelmohsen et al., 2017)）

2 循環系統相關環狀RNA系列研究進展與綜述2.1 外周血環狀RNA有可能用於冠狀動脈疾病診斷1月3日，鄭州大學附屬河南省人民醫院心血管內科李牧蔚主任為通訊作者在Scientific Reports雜誌發表了研究論文，報道發現環狀RNA hsa_circ_0124644可用於冠狀動脈疾病的診斷(Zhao et al., 2017)。

文中作者用冠狀動脈病（CAD）患者和正常人對照的外周血直接收取總RNA，利用晶元法篩選到了22種變化明顯的環狀RNA，其中12種上調，10種下調。挑選了5種環狀RNA進行下一步的更嚴格的驗證實驗，作者將測試的樣本量增加到CAD和對照各30例，結果表明Hsa_circ_0124644的AUC值最好。在更大數目的樣本中（CAD組137例，對照115例）驗證表明Hsa_circ_0124644可以作為CAD疾病診斷的標誌物(Zhao et al., 2017)。

圖2 Hsa_circ_0124644可以作為CAD疾病診斷的標誌物 （來自(Zhao et al., 2017)）

2.2 環狀RNA調控心臟成纖維細胞中纖維化相關基因的表達1月12日，Scientific Reports雜誌發表了廣東省人民醫院廣東心血管病研究所單志新與中山大學醫學院法醫病理系成建定教授為共同通訊作者的文章，介紹發現環狀RNA CircRNA_000203調控與心臟成纖維細胞纖維化病變相關的基因的表達(Tang et al., 2017)。

作者在糖尿病小鼠心肌細胞中發現環狀RNA CircRNA_000203上調，繼而設計了過表達載體系統，表明CircRNA_000203過表達可顯著提高Col1a2，Col3a1 和α-SMA的表達。利用RNA Pull Down技術鑒定到了miR-26b-5p與CircRNA_000203相互作用。熒光素酶報告系統表明miR-26b-5p可以結合Col1a2和 CTGF的3』UTR，CircRNA_000203可以干擾該結合作。本文描述了一個CircRNA_000203調控心肌纖維化的信號通路：miR-26b-5p通過結合Col1a2和 CTGF的3』UTR區，阻止後者的基因表達，CircRNA_000203作為內源性競爭RNA（ceRNA）結合miR-26b-5p，促進了心肌纖維化作用相關基因的表達(Tang et al., 2017)。

圖3 CircRNA_000203競爭結合miR-26b-5p促進下游基因表達 （來自(Tang et al., 2017)）

2.3 人類心臟環狀RNA表達譜分析1月12日，Cardiovascular Research雜誌在線發表了新加坡國立大學轉化醫學研究所Roger S.Y. Foo及其團隊的研究論文，介紹一項基於RNA-Seq測序分析人類和小鼠心臟組織環狀RNA的表達譜分析工作(Tan et al., 2017)。

文中作者共分析了14例人類心臟組織，25例小鼠心臟組織以及28天時間序列跨度的人類胚胎幹細胞分化的心肌組織中環狀RNA的表達特徵。在人類心肌組織中共發現了15318種環狀RNA，小鼠中共3017種。這些環狀RNA的表達量基本與所對應的線性RNA的表達量對應，含量最高的環狀RNA所對應的基因也是心肌組織特異性的基因，比如TTN，RYR2 和 DMD基因。含量最豐富的環狀RNA為circSLC8A1-1。Titin基因對應高達402種不同的環狀RNA(Tan et al., 2017)。

圖4 人類心臟特異性表達的環狀RNA （來自(Tan et al., 2017)）

2.4 血小板反應性相關的miRNA（環狀RNA參與調控其功能）1月20日，Circulation Research雜誌發表了倫敦國王學院英國心臟基金會中心Manuel Mayr教授為通訊作者的綜述文章，系統匯總分析了與血小板反應性相關的miRNA標誌物的研究進展。血小板中富含環狀RNA，可能是由於其中線性的RNA分子更容易被降解的緣故。環狀RNA也可作為內源競爭性RNA，參與血小板反應性相關的miRNA的功能調控(Sunderland et al., 2017)。

3胃癌相關環狀RNA系列研究進展3.1 環狀RNA 可作為胃癌診斷標誌物1月12日，British Journal of Cancer雜誌在線發表了寧波大學醫學院郭俊明教授團隊的一項研究成果，介紹發現環狀RNA hsa_circ_0000096可作為胃癌診斷標誌物(Li et al., 2017b)。

文中通過分析101例胃癌和癌旁組織，發現環狀RNA hsa_circ_0000096在胃癌組織中特異性低表達。在胃癌細胞系中也有類似的現象。利用RNAi實驗，作者發現敲降該環狀RNA可明顯影響腫瘤細胞的細胞周期狀態和細胞遷移性。作者還發現將hsa_circ_0000096與hsa_circ_002509聯合可明顯提高胃癌診斷的有效性（ROC曲線中AUC值可達到0.91）(Li et al., 2017b)。

圖5 胃癌中hsa_circ_0000096特異性低表達（來自(Li et al., 2017b)）

3.2 環狀RNA hsa_circ_0000190作為新型的胃癌診斷標誌物1月24日，寧波大學醫學院郭俊明教授為通訊作者在Clinica Chimica Acta雜誌發表了一項研究成果，介紹發現環狀RNA hsa_circ_0000190可作為胃癌診斷標誌物(Chen et al., 2017)。

這一項研究中，作者首先分析了104例胃癌和癌旁組織中hsa_circ_0000190的表達情況，表明hsa_circ_0000190在胃癌組織中特異性表達降低。作者同時分析了104例胃癌患者和104例健康人的血漿樣品，結果表明hsa_circ_0000190在胃癌患者的血漿中同樣表現為低表達。ROC曲線統計的結果表明，組織和血漿中hsa_circ_0000190表達量的AUC值分別可達到0.75和0.60，而將兩者聯合後則可達到0.775(Chen et al., 2017)。

圖6 hsa_circ_0000190在胃癌組織和血漿中表達的ROC曲線（來自(Chen et al., 2017)）

4 結腸癌中Circular BANP上調並影響細胞增殖1月16日，Biomedicine & Pharmacotherapy雜誌在線發表了南京醫科大學陳芸與南京醫科大學附屬腫瘤醫院Yan Feng為共同通訊作者的文章，介紹發現環狀RNA circ-BANP在結腸癌中表達增高(Zhu et al., 2017)。

5 大鼠肝臟再生過程中特徵性環狀RNA變化研究1月13日， BMC Genomics雜誌在線發表了河南師範大學徐存拴教授為通訊作者的文章，介紹了他們開展的一項分析大鼠肝再生啟發階段環狀RNA表達譜的工作(Li et al., 2017a)。

文中共鑒定到2412種環狀RNA，其中159種環狀RNA（對應於116種線性RNA基因）在肝再生過程中發生變化，進一步通過通路分析，作者初步鑒定出與大鼠肝再生過程密切相關的6種關鍵環狀RNA分子：circ432、circ2077、circ1366、和circ15分別對應調控MAPK14、FN1、TNFRSF21和 GOT1的表達，circ137與 circ2270通過調控miR-127影響肝再生過程(Li et al., 2017a)。

圖8 大鼠肝再生過程中環狀RNA表達變化（來自(Li et al., 2017a)）

6 巨噬細胞不同計劃狀體環狀RNA表達變化研究1月5日，International Journal of Molecular Medicine雜誌發表了皖南醫學院Lv Kun為通訊作者的文章，介紹利用晶元法分析了不同極化狀態的巨噬細胞中環狀RNA的表達情況(Zhang et al., 2017)。

作者利用晶元法分析了M1型和M2型巨噬細胞中環狀RNA的表達情況。共鑒定到189種表達差異的環狀RNA。circRNA-003780、circRNA-010056與circRNA-010231在M1型中表達上調；而circRNA-003424、circRNA-013630、circRNA-001489與circRNA-018127在M2型中表達上調（差異大於4倍）(Zhang et al., 2017)。

圖9 不同極化狀態巨噬細胞中環狀RNA表達分析 （來自(Zhang et al., 2017)）

7 環狀RNA相關綜述文章7.1 細胞外膜泡中RNA研究進展1月28日，NIH的Kyoung Mi Kim教授在Wiley Interdisciplinary Reviews: RNA雜誌在線發表了綜述文章，系統分析了細胞外膜泡中RNA研究的進展(Kim et al., 2017)。

文中系統匯總了細胞外膜泡組織中RNA研究的主要進展，其中專門整理了已報道的環狀RNA的主要進展，匯總為如下圖表：

圖10 已報道的細胞外膜泡中環狀RNA （來自(Kim et al., 2017)）

7.2 細胞壓力相關環狀RNA的綜述1月17日，Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology雜誌在線發表了約翰霍普金斯大學Joseph W. Fischer和Anthony K. L. Leung共同撰寫的綜述文章，匯總分析了環狀RNA在細胞應激反應中的作用(Fischer and Leung, 2017)。

文中詳細匯總了已發表的與細胞壓力有關的環狀RNA，匯總如下表：

圖11 細胞壓力相關的環狀RNA （來自(Fischer and Leung, 2017)）

7.3 腫瘤相關環狀RNA的綜述1月3日，Journal of Hematology & Oncology雜誌發表了中南大學湘雅醫學院段朝軍教授為通訊作者的綜述文章，匯總分析了環狀RNA在腫瘤中的研究進展(Dong et al., 2017)。

文中匯總的腫瘤相關的環狀RNA列表如下：

圖12 腫瘤相關環狀RNA （來自(Dong et al., 2017)）

7.4 腫瘤環狀RNA的綜述1月30日，International Journal of Immunopathology and Pharmacology在線發表了上海交通大學附屬第六人民醫院Zhang Jing為通訊作者的綜述文章，匯總了腫瘤相關環狀RNA的研究進展(Hou and Zhang, 2017)。

作者匯總的腫瘤相關環狀RNA列表如下：

圖13 腫瘤相關環狀RNA匯總 （來自(Hou and Zhang, 2017)）

7.5 外泌體參與胃癌發生和轉移作用綜述1月27日，Scandinavian Journal of Gastroenterology雜誌發表了鄭州大學第一附屬醫院明亮主任為通訊作者的綜述文章，匯總分析了外泌體在胃癌腫瘤發生和轉移過程中的作用。外泌體中包含環狀RNA，環狀RNA非常有可能通過外泌體參與了胃癌的疾病發生及轉移等活動過程(Yan et al., 2017)。

8 環狀RNA相關研究技術報道8.1 一種新的RNA-Seq信息分析技術1月17日，Briefings in Bioinformatics雜誌在線發表了牛津大學植物學系Wang Dapeng撰寫的論文，介紹開發了一種新的RNA-Seq數據分析工具：hppRNA。hppRNA是一個一攬子的RNA-Seq數據分析工具，涵蓋了從pre-mapping、core-workflow、post-mapping及sequence variation detection等模塊。該工具能滿足大樣本系統性分析的需求(Wang, 2017)。該工具可以免費下載，地址：https://sourceforge.net/projects/hpprna/

8.2 一種新型的RNA二級結構預測方法1月14日，Bioinformatics雜誌發表了加拿大謝布克大學Wang Shengrui為通訊作者的文章，介紹開發了一種新的預測RNA二級結構的技術：super-n-motifs，該模型能較好的分析諸如seudoknot，G-quadruplex（G-四鏈體）等結構，也適用於環狀RNA。該模型由C++語言寫成，適用於Linux系統(Glouzon et al., 2017)。該model可免費下載：http://jpsglouzon.github.io/supernmotifs/

9 其它環狀RNA相關研究報道9.1 小麥葉片脫水脅迫條件下環狀RNA表達情況1月5日，Frontiers in Plant Science雜誌發表了河南農業大學 Suo Biao為通訊作者的文章，介紹分析了脫水脅迫條件下小麥葉片環狀RNA的表達情況(Wang et al., 2016)。

9.2 核酶研究進展綜述1月4日，Molecules雜誌發表了西班牙分子和細胞植物學研究所Marcos de la Pe?a為通訊作者的綜述文章，總結了核酶研究的主要進展(de la Pena et al., 2017)。其中有一類植物感染性的小分子環狀RNA也是一類特殊的核酶。

9.3 硬骨魚黃骨魚中環狀RNA研究1月6日，Marine Genomics雜誌發表了集美大學Wang Zhiyong為通訊作者的文章，介紹了他們團隊開展的在硬骨黃骨魚中環狀RNA的分析鑒定工作(Xu et al., 2017)。

參考文獻

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文 | circRNA 吉賽生物

本文為作者授權肽度時界發布

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