趙鴻娟，蔣元欣，王煜

環(huán)狀RNA（circular RNA，circRNA）是一種閉合連續(xù)的環(huán)狀非編碼RNA，1976年首次在仙臺(tái)病毒中發(fā)現(xiàn)[1]。CircRNA一度被認(rèn)為是RNA錯(cuò)誤剪接或剪接過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，研究者認(rèn)為其生物學(xué)功能不強(qiáng)，未對(duì)其有足夠的重視和研究[2]。后來(lái)，隨著高通量測(cè)序技術(shù)和生物信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們陸續(xù)在線蟲(chóng)、果蠅、小鼠、大鼠、猴子、樹(shù)鼩和豬等動(dòng)物身上也發(fā)現(xiàn)了circRNA的存在[3]。研究發(fā)現(xiàn)，circRNA具有組織特異性和高度穩(wěn)定性等特點(diǎn)[4]，女性生殖系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展可能與circRNA的異常密切相關(guān)，circRNA可通過(guò)多種機(jī)制參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲，circRNA可能在作為腫瘤標(biāo)志物和監(jiān)測(cè)疾病預(yù)后中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

1 CircRNA的分子生物學(xué)研究

CircRNA是一類廣泛而多樣的內(nèi)源性RNA，自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，研究者又陸續(xù)在多種動(dòng)植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)并命名，人體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)大約2 400個(gè)circRNA分子。CircRNA通常由mRNA前體（pre-mRNA）反向剪接而成，長(zhǎng)度從幾百到幾千bp不等。CircRNA按其來(lái)源可分為3類：外顯子circRNA、內(nèi)含子circRNA和外顯子-內(nèi)含子circRNA，其主要來(lái)源于外顯子編碼區(qū)。CircRNA的環(huán)狀結(jié)構(gòu)無(wú)極性也無(wú)多聚腺苷酸（Poly A）尾，與線性RNA相比不易被RNA核糖核酸酶水解，故circRNA具有較高穩(wěn)定性。CircRNA受多種機(jī)制調(diào)控，其充當(dāng)微小RNA（miRNA）海綿可競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA受體，降低miRNA對(duì)靶基因的抑制作用，調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)水平[5]；circRNA可與mRNA部分堿基配對(duì)，直接調(diào)控mRNA，也可通過(guò)特異的RNA-RNA途徑來(lái)調(diào)控轉(zhuǎn)錄；另外，circRNA可通過(guò)類似miRNA海綿的競(jìng)爭(zhēng)性作用調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白質(zhì)的功能；circRNA還可參與翻譯過(guò)程。Abe等[6]研究證明，哺乳動(dòng)物或人類細(xì)胞中的circRNA可以不依賴任何核糖體進(jìn)入位點(diǎn)、Poly A尾或帽子結(jié)構(gòu)，以滾環(huán)式擴(kuò)增，翻譯出足量的蛋白產(chǎn)物。

2 CircRNA的作用

由于circRNA具有組織和發(fā)育階段的特異性，越來(lái)越多的研究證實(shí)在子宮內(nèi)膜、卵巢和宮頸細(xì)胞中存在特異circRNA的表達(dá)。近期Vo等[7]研究系統(tǒng)分析了人類腫瘤相關(guān)circRNA的表達(dá)特征，利用外顯子捕獲測(cè)序體系分析超過(guò)2 000例不同組織來(lái)源的人類腫瘤標(biāo)本的circRNA表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)circRNA的表達(dá)量與所對(duì)應(yīng)的線性RNA產(chǎn)物的表達(dá)量并不完全對(duì)應(yīng)，并且腫瘤中circRNA的表達(dá)量普遍低于健康組織。CircRNA在女性生殖系統(tǒng)疾病的許多方面起著重要作用，包括調(diào)控細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡、血管形成及侵襲，circRNA的研究有助于臨床對(duì)于這類疾病的診斷和預(yù)后，有望作為腫瘤標(biāo)志物及疾病預(yù)后指標(biāo)指導(dǎo)臨床治療。

2.1 子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis，EMs） EMs是指因內(nèi)膜細(xì)胞種植到子宮腔以外的部位而導(dǎo)致的以痛經(jīng)和不孕為表現(xiàn)的一種婦科疾病，其發(fā)病機(jī)制不明。迄今為止，人們普遍認(rèn)為異位病灶是在月經(jīng)期間子宮內(nèi)膜碎片逆行產(chǎn)生的，但并不是所有經(jīng)歷經(jīng)血逆行的女性均患有EMs，患者可能存在某些易感因素[8]。有證據(jù)表明，EMs在位內(nèi)膜的基因表達(dá)水平與正常子宮內(nèi)膜相比有明顯改變[9-10]。Shen等[11]采用微陣列技術(shù)對(duì)4對(duì)卵巢巧克力囊腫和子宮在位內(nèi)膜進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)24對(duì)樣本進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)（reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR）檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)262個(gè)上調(diào)的circRNA和291個(gè)下調(diào)的circRNA，它們與1225個(gè)miRNA相關(guān)元件結(jié)合。其中競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）網(wǎng)絡(luò)包括122個(gè)miRNA和137個(gè)mRNA，并涉及9個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，這些都可能與EMs的發(fā)病有關(guān)。Xu等[12]研究發(fā)現(xiàn)，與正常子宮內(nèi)膜相比，異位子宮內(nèi)膜中存在88個(gè)差異表達(dá)的circRNA，其中11個(gè)表達(dá)上調(diào)、77個(gè)表達(dá)下調(diào)，揭示了卵巢EMs中circRNA表達(dá)模式以及相關(guān)circRNA-miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)的作用，發(fā)現(xiàn)circRNA在卵巢EMs的發(fā)病過(guò)程中可能起著關(guān)鍵作用，進(jìn)一步驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，表達(dá)上調(diào)的circ_0004712和circ_0002198可能成為診斷卵巢子宮內(nèi)膜異位癥的新型生物標(biāo)記物。

2.2 宮頸癌（cervical cancer，CC） CC是最常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤，持續(xù)高危型人乳頭瘤病毒（HPV）感染是其發(fā)生和發(fā)展的重要因素。隨著HPV疫苗的推廣應(yīng)用，宮頸癌的一級(jí)預(yù)防已在一定程度上得到實(shí)現(xiàn)，其發(fā)病率和死亡率在許多發(fā)達(dá)國(guó)家得到有效控制。然而，雖然女性中存在較高的HPV感染率，但CC的發(fā)病率相對(duì)較低，提示CC中存在個(gè)體遺傳差異和其他重要影響因素。因此，探索CC的確切發(fā)病機(jī)制并找到全新的診斷標(biāo)志物作為潛在的治療靶點(diǎn)至關(guān)重要。1996年Braun等[13]在宮頸癌HeLa細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了通過(guò)外顯子環(huán)化形成circRNA的剪接過(guò)程。circRNA-7可在HeLa細(xì)胞中穩(wěn)定的過(guò)表達(dá)，miR-671通過(guò)間接調(diào)控circRNA-7的表達(dá)進(jìn)而調(diào)控miR-7的活性，而miR-7的靶基因下調(diào)可有效促進(jìn)HeLa細(xì)胞凋亡[14]。Ma等[15]研究發(fā)現(xiàn)，circRNA-000284在宮頸癌細(xì)胞中顯著上調(diào)，促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞的增殖和侵襲；構(gòu)建干擾RNA，下調(diào)circRNA-000284，可使細(xì)胞周期G0/G1期阻滯，從而抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖和侵襲。另外，miR-506也與circRNA-000284相互作用，circRNA-000284可正向調(diào)控miR-506的靶基因snail-2的表達(dá)，miR-506模擬物或snail-2沉默載體的共表達(dá)可消除circRNA-000284的致癌效應(yīng)，抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖及遷徙能力，有助于抑制其轉(zhuǎn)移，改善宮頸癌預(yù)后。hsa_circ_0023404可通過(guò)hsa_circ_0023404/miR-136/TFCP2/YAP軸影響宮頸癌的進(jìn)展，并且其高表達(dá)可促進(jìn)宮頸癌患者的病情進(jìn)展[16]。Liu等[17]研究使用人circRNA微陣列篩選CC組織和配對(duì)的癌旁正常組織，結(jié)果顯示CC組織中circRNA8924顯著上調(diào)，并發(fā)現(xiàn)circRNA8924可通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-518d-5p/519-5p家族間接調(diào)節(jié)候選基因色素框同源蛋白8（CBX8）的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)子宮頸癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。Wang等[18]對(duì)3例HPV16感染誘發(fā)的宮頸癌和對(duì)應(yīng)癌旁組織的全轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)19種長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）、99種circRNA、28種miRNA和304種mRNA差異表達(dá)，每個(gè)miRNA都靶向多個(gè)lncRNA和circRNA。2019年Yi等[19]對(duì)人宮頸鱗癌及腺癌組織circRNA-miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究發(fā)現(xiàn)，hsa_circRNA_000596、hsa_circRNA_104315、hsa_circRNA_400068、hsa_circRNA_101958和hsa_circRNA_103519可能作為ceRNA在宮頸癌中發(fā)揮重要作用。hsa_circRNA_101996在宮頸癌組織表達(dá)水平較正常組織高，且其表達(dá)水平與TNM分期、腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，高水平的hsa_circRNA_101996與宮頸癌患者預(yù)后不良有關(guān)，circRNA_101996基因的下調(diào)顯著抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖、細(xì)胞周期、遷移和侵襲，circRNA_101996通過(guò)抑制miR-8075的表達(dá)激活TPX2表達(dá)，增加宮頸癌的增殖和侵襲[20]。以上研究都為宮頸癌發(fā)病機(jī)制與治療的研究提供了新思路。

2.3 卵巢惡性腫瘤 卵巢惡性腫瘤中以卵巢上皮性腫瘤最多見(jiàn)，其次是惡性生殖細(xì)胞腫瘤，其中卵巢上皮性腫瘤死亡率占各類婦科腫瘤的首位，由于卵巢深居盆腔，體積小，缺乏典型癥狀，難以早期發(fā)現(xiàn)。卵巢上皮癌患者手術(shù)中發(fā)現(xiàn)腫瘤局限于卵巢的僅占不足30%，大多數(shù)已擴(kuò)散到盆腹腔器官。Ahmed等[21]通過(guò)對(duì)卵巢上皮癌ⅢC期原發(fā)灶、腹膜轉(zhuǎn)移灶及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶進(jìn)行RNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)，卵巢惡性腫瘤中可檢測(cè)到上萬(wàn)種circRNA表達(dá)，癌灶組織中circRNA的表達(dá)水平明顯高于腹膜轉(zhuǎn)移灶和受累的淋巴結(jié)，通過(guò)原位病灶與轉(zhuǎn)移瘤之間的比較，轉(zhuǎn)移瘤中腫瘤相關(guān)信號(hào)通路分子如核因子κB（NF-κB）、磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）等所對(duì)應(yīng)的mRNA上調(diào)而circRNA下調(diào)，說(shuō)明circRNA的低表達(dá)可能與卵巢癌的轉(zhuǎn)移有關(guān)。Bachmayr-Heyda等[22]研究發(fā)現(xiàn)，正常卵巢上皮細(xì)胞中circRNA水平普遍低于卵巢癌細(xì)胞，因?yàn)檎Ｂ殉脖砥ぜ?xì)胞增殖速度快于卵巢癌細(xì)胞，導(dǎo)致其circRNA積累相對(duì)減少。Chen等[23]研究發(fā)現(xiàn)hsa_circ_0061140在卵巢癌細(xì)胞株中表達(dá)上調(diào)，敲除該基因后可通過(guò)海綿化miR-370抑制叉頭盒轉(zhuǎn)錄因子M1（fork head box M1，F(xiàn)OXM1）的表達(dá)，抑制卵巢癌細(xì)胞在體內(nèi)和體外的增殖和遷移。此外，多種包含miR-24/let-7結(jié)合位點(diǎn)的circRNA在轉(zhuǎn)移瘤中呈上調(diào)趨勢(shì)，提示circRNA可能通過(guò)其環(huán)化過(guò)程競(jìng)爭(zhēng)性抑制mRNA線形剪接或miRNA海綿作用，調(diào)節(jié)腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的表達(dá)，從而影響卵巢癌轉(zhuǎn)移和侵襲[21]。

2.4 子宮內(nèi)膜癌 子宮內(nèi)膜癌是發(fā)生于子宮內(nèi)膜的上皮性惡性腫瘤，常見(jiàn)于圍絕經(jīng)期和絕經(jīng)后女性。目前子宮內(nèi)膜癌的病因和發(fā)病機(jī)制仍未明確。Bokhman[24]于1983年提出將子宮內(nèi)膜癌分為Ⅰ型和Ⅱ型并沿用至今。其中Ⅰ型為雌激素依賴型，多有子宮內(nèi)膜增生和雌孕激素受體陽(yáng)性；Ⅱ型為非雌激素依賴型，其發(fā)病與雌激素?zé)o明確關(guān)系。分子生物學(xué)研究認(rèn)為，Ⅰ型和Ⅱ型子宮內(nèi)膜癌均伴有不同的基因突變。Chen等[25]研究發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜癌患者和正常女性之間circRNA有明顯的差異性表達(dá)，在子宮內(nèi)膜癌組織中circ-ZNF91可能作為miRNA海綿，抑制細(xì)胞中miRNA-23B和miRNA-122A2的表達(dá)。Xu等[26]對(duì)子宮內(nèi)膜癌患者的血清進(jìn)行研究，證實(shí)子宮內(nèi)膜癌患者血清中外泌體濃度顯著高于健康女性，并發(fā)現(xiàn)其中209個(gè)circRNA表達(dá)上調(diào)、66個(gè)表達(dá)下調(diào)；另外，通過(guò)對(duì)RNA序列進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，子宮內(nèi)膜癌患者血清中hsa_circ_0109046和has_circ_0002577表達(dá)明顯升高。

2.5 輔助生殖 輔助生殖過(guò)程中，胚胎移植是否成功與子宮內(nèi)膜及胚胎植入密切相關(guān)。Liu等[27]利用芯片分析6例反復(fù)植入失敗患者及正常婦女子宮內(nèi)膜組織的circRNA表達(dá)譜，共篩選出856個(gè)差異表達(dá)的circRNA，為胚胎植入失敗的診斷和臨床治療提供了新的候選因子。Zhang等[28]通過(guò)構(gòu)建lncRNA-miRNA-mRNA和circRNA-miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)探討ceRNA在山羊子宮內(nèi)膜容受性中的作用，發(fā)現(xiàn)circRNA-8073通過(guò)充當(dāng)miRNA海綿來(lái)降低miR-181a的表達(dá)水平，間接增加了子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞中神經(jīng)緊張素的表達(dá)，神經(jīng)緊張素通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路上調(diào)B淋巴細(xì)胞瘤2（Bcl-2）/Bax表達(dá)，抑制子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞凋亡，并誘導(dǎo)白血病抑制因子、環(huán)氧合酶2、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A等表達(dá)增加。因此，circRNA-8073可作為一種ceRNA發(fā)揮作用，抑制miR-181a表達(dá)，從而保護(hù)子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞免受miR-181a介導(dǎo)的抑制作用。與胚胎植入前相比，早期妊娠小鼠子宮內(nèi)膜中有101個(gè)上調(diào)的circRNA和75個(gè)下調(diào)的circRNA，構(gòu)建circRNA-miRNA-mRNA負(fù)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)后，可下調(diào)21個(gè)circRNA和79個(gè)mRNA，上調(diào)14個(gè)miRNA[29]。

Tao等[30]檢測(cè)了13 950個(gè)circRNA在山羊排卵前卵泡中的表達(dá)情況，分析顯示麻城黑山羊與波爾山羊中有37個(gè)circRNA差異表達(dá)，circ-0008219參與了circRNA-miRNA-mRNA共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)，熒光素酶活性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)circ-0008219可通過(guò)miRNA海綿作用于3個(gè)卵泡相關(guān)的miRNA，提示circRNA在母羊卵泡中具有潛在作用，可能與卵巢卵泡發(fā)育有關(guān)。Wang等[31]對(duì)多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）患者卵泡液外泌體中16 771個(gè)候選circRNA進(jìn)行高通量測(cè)序分析，相對(duì)于正常女性卵泡液，PCOS患者卵泡液中分別檢測(cè)出167個(gè)上調(diào)circRNA和245個(gè)下調(diào)circRNA，對(duì)其進(jìn)行功能分析，發(fā)現(xiàn)與細(xì)菌感染、慢性炎癥和氧化應(yīng)激相關(guān)的通路可被這些差異表達(dá)的circRNA靶向調(diào)節(jié)，并且通過(guò)構(gòu)建circRNA-miRNA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步驗(yàn)證了測(cè)序結(jié)果。此外，circRNA-103827對(duì)輔助生殖技術(shù)助孕后的妊娠結(jié)局有預(yù)測(cè)作用，表明其有著成為新的預(yù)測(cè)體外受精-胚胎移植（IVF-ET）結(jié)局的生物標(biāo)志物的潛力[32]。

3 結(jié)語(yǔ)和展望

CircRNA作為新發(fā)現(xiàn)的RNA家族中的一員，由于其廣泛性和穩(wěn)定性正在成為新的研究熱點(diǎn)，但是對(duì)于circRNA的研究還處于起步階段。雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并命名了很多種類的circRNA，但只有少數(shù)circRNA的生物學(xué)功能得以確定，大部分作用機(jī)制仍處于研究階段。CircRNA表達(dá)與患者臨床特征相關(guān)，參與細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡、血管形成及侵襲，并作為miRNA海綿參與細(xì)胞轉(zhuǎn)移，提示circRNA可能參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，其在輔助生殖胚胎植入、卵泡發(fā)育等方面也發(fā)揮一定作用。CircRNA可以被分泌到細(xì)胞外環(huán)境中，臨床可通過(guò)非侵入性手段在血液、尿液、組織及分泌物中檢測(cè)出circRNA，這意味著將特定circRNA作為生物標(biāo)志物及疾病預(yù)后指標(biāo)成為可能。研究人員可以對(duì)已知功能的circRNA進(jìn)行更加細(xì)致深入的研究，同時(shí)通過(guò)發(fā)現(xiàn)各類circRNA的分子作用機(jī)制，為疾病的臨床診斷、治療及預(yù)后預(yù)測(cè)提供新的依據(jù)和方向。