王路鑫， 黃 建 綜述， 張楊楊， 陳義漢 審校

(1. 南京醫(yī)科大學(xué)上海東方臨床醫(yī)學(xué)院，南京 210029； 2. 同濟(jì)大學(xué)心律失常教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092)

科學(xué)家們?cè)谟^察沒有蛋白外殼卻具有強(qiáng)致病性的類病毒時(shí)，無意中發(fā)現(xiàn)類病毒是一個(gè)環(huán)形RNA分子，直到1976年，S?nger等[1]通過電子顯微鏡在真核細(xì)胞的胞質(zhì)中同樣觀察到環(huán)形RNA分子，環(huán)狀RNA(circular RNAs, circRNAs)才開始得到人們的重視。隨著circRNAs的物種、組織、空間、發(fā)育階段的特異性逐漸被發(fā)現(xiàn)，其在疾病的發(fā)生發(fā)展中的作用也逐步被探索并報(bào)道。circRNAs與多種心血管疾病病理和生理過程密切相關(guān)，如心肌缺血、缺血再灌注損傷、心肌纖維化、心肌病、心肌肥大、心力衰竭、動(dòng)脈粥樣硬化等。

1 circRNAs的生物學(xué)

20世紀(jì)70年代，在尋找類病毒的過程中，研究發(fā)現(xiàn)circRNAs是閉環(huán)、單鏈RNA分子，并且具有高度的熱穩(wěn)定性、協(xié)同性和自身互補(bǔ)性等特點(diǎn)[1]。雖然類病毒并不是現(xiàn)今所指的circRNAs，但因環(huán)狀結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的生理特性與circRNAs是一致的。1993年，Cocquerelle等[2]發(fā)現(xiàn)ets-1的錯(cuò)義剪接產(chǎn)物含有與前體RNA本身順序不同的外顯子，并最終確定該產(chǎn)物為環(huán)狀RNA分子。他們首次提出circRNAs是前體RNA加工過程中的產(chǎn)物，并認(rèn)為這是其基因表達(dá)并發(fā)揮功能的方式之一；同年，Capel等[3]發(fā)現(xiàn)小鼠性別相關(guān)基因Sry轉(zhuǎn)錄后剪接產(chǎn)物中存在環(huán)狀RNA分子。直到2012年，隨著高通量測(cè)序技術(shù)和基因芯片技術(shù)的迅猛發(fā)展，科學(xué)家們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)circRNAs廣泛存在于多種物種，如發(fā)生人、小鼠、斑馬魚、線蟲、果蠅等動(dòng)植物體中[4-7]。同時(shí)，circRNAs在真核生物組織、器官發(fā)生發(fā)展中的時(shí)間、空間特異性也逐漸被認(rèn)識(shí)和探索[8-10]。

1.1 circRNAs的組成及分類

最初，人們認(rèn)為circRNAs既有內(nèi)含子，又有外顯子[3,11-12]；隨著circRNAs分子結(jié)構(gòu)研究的逐漸深入，人們認(rèn)識(shí)到其可來源于基因間、內(nèi)含子、編碼區(qū)、5′或3′非編碼區(qū)[5]。并根據(jù)其來源及組成，將circRNAs分為3種： (1) 外顯子環(huán)狀RNA(exonic circRNAs, ecircRNAs)，指由外顯子組成的circRNAs，主要存在于細(xì)胞質(zhì)中[12-13]，少數(shù)在細(xì)胞核中，是circRNAs的主要形式，并且可以分泌至體液中，如血液、唾液、腦脊液等[14-16]，可作為疾病的生物學(xué)標(biāo)志物，具有重要的臨床意義；(2) 外顯子—內(nèi)含子circRNAs(exonic-intronic circRNAs, EIciRNAs)，其主要存在于細(xì)胞核內(nèi)，由內(nèi)含子和外顯子聯(lián)合組成[17]；(3) 內(nèi)含子環(huán)狀RNA(circular intronic RNAs, ciRNAs)，它與EIciRNAs相似，主要存在于細(xì)胞核中，但僅由內(nèi)含子構(gòu)成[18]。

1.2 circRNAs 的生成

內(nèi)含子驅(qū)動(dòng)的環(huán)化和套索驅(qū)動(dòng)的環(huán)化是circRNAs生成的主要模式，見圖1。

1.2.1 內(nèi)含子驅(qū)動(dòng)的環(huán)化 環(huán)化的外顯子兩側(cè)的內(nèi)含子序列普遍較長(zhǎng)[8]，且與線性RNA相比，circRNAs的兩側(cè)內(nèi)含子富含ALU序列。Ivanov等[19]發(fā)現(xiàn)，線蟲中circRNAs側(cè)翼內(nèi)含子上富集著反向互補(bǔ)配對(duì)序列(RCMs)，且人類circRNAs側(cè)翼內(nèi)含子區(qū)也含有該元件。RNA編輯酶ADAR是一種高度保守的結(jié)合雙鏈RNA蛋白酶，在將雙鏈RNA中腺苷殘基轉(zhuǎn)化為肌酐的過程中發(fā)揮著重要作用。減少ADAR1的表達(dá)后可以特異性地促進(jìn)circRNAs的表達(dá)。研究表明，一些RBP蛋白如： MBL(muscleblind)[20]、QKI(RNA-binding protein Quaking)[21]及RBM20(RNA binding motif protein 20)[22]都可以促進(jìn)上游和下游內(nèi)含子間的相互作用，從而推進(jìn)circRNAs的合成。

1.2.2 套索驅(qū)動(dòng)的環(huán)化 線性可變剪接通常產(chǎn)生外顯子跳躍事件[23]，即通過識(shí)別下游分支點(diǎn)連接兩個(gè)不相鄰的外顯子來剪接前體mRNA，在外顯子跳躍事件中，生成包含可以進(jìn)行剪接的外顯子套索和直接相連的外顯子。套索內(nèi)的內(nèi)含子被剪切將導(dǎo)致外顯子的環(huán)化。該環(huán)化事件是線性剪接的結(jié)果。1996年，Zaphiropoulos[24]發(fā)現(xiàn)，單轉(zhuǎn)錄基因P450 2C24在轉(zhuǎn)錄時(shí)，外顯子1與外顯子5直接相連，而2、3、4外顯子則可以形成2-3-4-2或4-2-3-4的無poly(A)尾的環(huán)形結(jié)構(gòu)。

圖1 circRNAs的生成Fig.1 Biogensis of circular RNAs注： 改自文獻(xiàn)[25-26]

2 circRNAs的功能

隨著深度測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，全基因組分析結(jié)果提示circRNAs，尤其是外顯子circRNAs在哺乳動(dòng)物中高豐度、穩(wěn)定表達(dá)，并且在進(jìn)化上有一定的保守性[27]，提示它們具有特定的生物學(xué)功能。

2.1 miRNA(microRNA)的分子海綿

miRNA是一類長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，通過與靶基因結(jié)合，介導(dǎo)對(duì)靶基因的抑制作用來參與轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控[28]。其分子海綿見圖2A。部分circRNAs上具有多個(gè)miRNA或同個(gè)miRNA多個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，可充當(dāng)分子海綿與靶基因競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA，從而抑制其生物學(xué)功能。其中最為經(jīng)典的是小腦變性相關(guān)蛋白1的反向轉(zhuǎn)錄本——ciRS-7/CDR1as，它有70多個(gè)可以結(jié)合miR-7的位點(diǎn)，能夠高效結(jié)合miR-7，從而抑制其生物學(xué)功能[29]；Sry基因是小鼠的性別決定基因，其在睪丸中高度表達(dá)，它的環(huán)狀轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有16個(gè)miR-138的結(jié)合位點(diǎn)[3,30]。隨著對(duì)circRNAs研究的深入，陸續(xù)有circRNAs相關(guān)的研究被報(bào)道： circ-HIPK3可通過結(jié)合miR-124-3P，從而促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖和浸潤(rùn)[31-32]；circRNA.33186可以通過吸附miR-127-5P，從而促進(jìn)MMP-13的表達(dá)，促進(jìn)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生、發(fā)展[33]；hsa_circ_0067997可以吸附miR-515-5p并抑制其功能，從而促進(jìn)胃癌的發(fā)生[34]等。

2.2 與RNA結(jié)合蛋白結(jié)合并參與核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控

有些定位于核內(nèi)的circRNAs可與RNA-pol Ⅱ相結(jié)合，參與調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄，還可以通過與U1 snRNP結(jié)合后，對(duì)相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄進(jìn)行調(diào)控[35-36]。其結(jié)合RNA結(jié)合蛋白并參與調(diào)控過程見圖2B、圖2C。研究顯示，circARSP91能夠通過上調(diào)UL16結(jié)合蛋白1的RNA和蛋白表達(dá)，從而提高NK細(xì)胞的殺傷功能[37]。QKI可通過與來源于TTN、Fhod3和Strn3等基因在心臟表達(dá)的circRNAs結(jié)合，從而降低阿霉素導(dǎo)致的心肌毒性[38]。研究發(fā)現(xiàn)，circ-ZNF609可以通過調(diào)節(jié)p-Rb/Rb比例和p-Akt蛋白水平，并影響細(xì)胞的G1-S期的進(jìn)度[39]。

2.3 調(diào)節(jié)線性RNA與circRNAs的產(chǎn)生

外顯子的可變剪接是circRNAs主要產(chǎn)生途徑。研究分別對(duì)人和小鼠的心臟進(jìn)行了可變剪接的定位，發(fā)現(xiàn)TTN基因的circRNAs產(chǎn)物均由可變剪接產(chǎn)生。RBM20是一種介導(dǎo)可變剪接并促進(jìn)circRNAs產(chǎn)生的RNA結(jié)合蛋白。有研究對(duì)RBM20敲除的小鼠心臟進(jìn)了RNA測(cè)序，發(fā)現(xiàn)共有38個(gè)差異表達(dá)的circRNAs，其中有12個(gè)來源于TTN基因[40]，分析結(jié)果顯示，只有來源于TTN基因的環(huán)狀RNA依賴RBM20介導(dǎo)的外顯子跳躍模式產(chǎn)生，并認(rèn)為環(huán)狀RNA來源于連續(xù)的外顯子，且以犧牲其線性產(chǎn)物為代價(jià)[20]，與mRNA形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

2.4 翻譯成蛋白質(zhì)

除了可以作為分子海綿，參與核內(nèi)轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及與其對(duì)應(yīng)線性轉(zhuǎn)錄本競(jìng)爭(zhēng)性剪切，circRNAs還可以被翻譯成蛋白質(zhì)，見圖2D。研究表明，circ-ZNF609具有長(zhǎng)度為753nt的開放閱讀框架，可編碼無鋅指結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，其可以通過競(jìng)爭(zhēng)性抑制或調(diào)節(jié)ZNF609復(fù)合物形成的形式發(fā)揮著生物學(xué)功能，這一翻譯過程可能與N6甲基腺苷(N6-methyladenosine, m6A)使Circ-ZNF609高度甲基化有關(guān)[41]。Yang等[42]發(fā)現(xiàn)，circRNAs富含m6A結(jié)合位點(diǎn)，且一個(gè)m6A位點(diǎn)就足以驅(qū)動(dòng)翻譯開始，同時(shí)這一過程還需要起始因子eIF4G2以及m6A讀碼器YTHDF3的參與。進(jìn)一步的預(yù)測(cè)和質(zhì)譜分析表明，可被m6A驅(qū)動(dòng)的circRNA翻譯是普遍存在的，提示有數(shù)百個(gè)內(nèi)源性circRNAs具有潛在的翻譯功能。除此之外，circRNAs還具有促進(jìn)分子核內(nèi)轉(zhuǎn)位功能。研究表明，circ-Amotl1促進(jìn)AKT活化和核轉(zhuǎn)位，對(duì)心肌產(chǎn)生保護(hù)作用[10]。

圖2 circRNAs的功能Fig.2 Functions of circular RNAsA： circRNAs作為miRNA的分子海綿，吸附有對(duì)應(yīng)結(jié)合位點(diǎn)的miRNA，抑制其對(duì)下游mRNA的抑制作用[29-30]；B： circRNAs與RBP結(jié)合，對(duì)相應(yīng)的mRNA起調(diào)控作用[37-38]；C： ciRNAs或與U1小核糖核蛋白結(jié)合后的EIciRNAs均可與RNA聚合酶Ⅱ結(jié)合，對(duì)轉(zhuǎn)錄起調(diào)控作用[35-36]；D： 部分circRNAs可翻譯成蛋白質(zhì)[41-43](改自文獻(xiàn)[43-44])

3 circRNAs在心臟中的表達(dá)

隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，circRNAs廣泛存在于生物體內(nèi)并發(fā)揮著重要功能這一事實(shí)逐漸被揭示。在人類組織樣本中，已發(fā)現(xiàn)有超過30000個(gè)circRNAs的表達(dá)[45]，并且其表達(dá)存在組織、發(fā)展階段的差異性，因此了解并探索circRNAs在心臟生理狀態(tài)和疾病狀態(tài)下的表達(dá)具有重要意義。

3.1 生理狀態(tài)下circRNAs的表達(dá)

Salzman等[8]通過對(duì)人源的B細(xì)胞(CD19+)、造血干細(xì)胞(CD34+)和中性粒細(xì)胞的RNA數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大量來源于人類的基因均可以表達(dá)circRNAs，其中最具有代表性的基因?yàn)镵IAA0182(編碼BRAF-HDAC復(fù)合物的亞基)、MAN1A2(編碼α-甘露糖苷酶)以及CCDC126(編碼含有未知功能的蛋白質(zhì)的卷曲螺旋)。人體內(nèi)存在大量circRNAs，且表達(dá)還具有組織、器官不同發(fā)展階段的特異性。為了研究心臟組織的circRNAs的表達(dá)，Tan等[9]對(duì)14個(gè)人類心臟、25個(gè)小鼠心臟及人胚胎干細(xì)胞衍生28d的心肌細(xì)胞進(jìn)行了深度RNA測(cè)序，最終分別在人和小鼠中發(fā)現(xiàn)了總共15318和3017個(gè)心臟circRNAs，這說明心臟組織富含circRNAs，提示circRNAs在心臟中可能發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能。

RNA深度測(cè)序發(fā)現(xiàn)，circRNAs在新生大鼠心肌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，且其在胞質(zhì)中的富集程度甚至高于其線性轉(zhuǎn)錄本[46]。CircRNAs在由人誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞衍生的心肌細(xì)胞(human induced pluripo-tent stem cell derived cardiomyocytes, hiPSC-CM)構(gòu)成的心臟發(fā)育模型中動(dòng)態(tài)且高度表達(dá)[47]；另一研究顯示，在hiPSC-CM模型中circRNAs表達(dá)是高度動(dòng)態(tài)的，共測(cè)得4518個(gè)circRNAs，其中320個(gè)circRNAs顯示出明顯的表達(dá)變化，82個(gè)circRNAs獨(dú)立地受其宿主基因調(diào)控[48]。同時(shí)他們通過RIP實(shí)驗(yàn)在大鼠和小鼠上進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)了可與核糖體或Argonaute2蛋白復(fù)合物相互作用的circRNAs，它們分別與人的circMYOD、circSLC8A1、circATXN7和circPHF21A同源。

以上研究均揭示了circRNAs在心臟中的豐富表達(dá)，提示了circRNAs可能在心臟發(fā)生發(fā)育以及病理生理過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。circRNAs不僅僅在心臟中高表達(dá)，而且在心臟的不同發(fā)育階段呈現(xiàn)出不同表達(dá)。有研究比較了新生兒和成熟出生后人類心臟組織樣本的circRNAs微陣列，發(fā)現(xiàn)circAMOLT1優(yōu)先在新生兒心臟中表達(dá)[10]。研究表明，circRNAs還可通過TF-ncRNA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與ncRNA一起動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)心臟的分化[49]。

3.2 病理狀態(tài)下circRNAs的表達(dá)

在研究生理狀態(tài)下心臟中circRNAs表達(dá)的基礎(chǔ)上，研究者開始探索病理狀態(tài)下心臟中circRNAs的表達(dá)特征，從而開展circRNAs在心臟疾病中的作用和機(jī)制的研究。林飛等[50]采用芯片對(duì)5例急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)患者和對(duì)照組全血樣本中circRNAs和miRNA表達(dá)量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在AMI組中，有1670個(gè)差異表達(dá)的circRNAs，其中859個(gè)上調(diào)，811個(gè)下調(diào)；共13個(gè)miRNA存在差異表達(dá)，8個(gè)上調(diào)，5個(gè)下調(diào)，認(rèn)為circRNAs可能競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA，從而形成互相作用網(wǎng)絡(luò)，并通過多個(gè)分子功能、生物過程和細(xì)胞組分來調(diào)節(jié)相關(guān)通路，參與AMI的發(fā)生發(fā)展。

研究采用RNA高通量測(cè)序檢測(cè)了對(duì)照組和已確診為冠心病的患者，檢測(cè)出110個(gè)不同表達(dá)的circRNAs的同時(shí)，還檢測(cè)出有18個(gè)表達(dá)差異的miRNAs[51]。在冠心病患者的血漿樣本中，同樣發(fā)現(xiàn)有24個(gè)異常表達(dá)的circRNAs和7個(gè)異常表達(dá)的miRNAs，通過對(duì)932個(gè)樣本(648個(gè)冠心病患者和284個(gè)正常對(duì)照)的血漿樣本行qPCR檢測(cè)，證實(shí)了miR-221(P=0.001)、miR-155(P=0.049)以及miR-130a(P=0.001)在冠心病患者血漿中表達(dá)降低，并通過信息分析網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)出9個(gè)可以與miR-130a發(fā)生互相作用的circRNAs，認(rèn)為它們可以通過影響瞬時(shí)受體電位離子通道3，從而發(fā)揮對(duì)hsa-miR-130a-3p的抑制作用，并在冠心病的發(fā)生發(fā)展中起著一定的作用[52]。在患有風(fēng)濕性心臟病的持續(xù)性心房顫動(dòng)(簡(jiǎn)稱房顫)患者中，RNA高通量測(cè)序也檢測(cè)出108個(gè)不同表達(dá)水平的circRNAs，其中51個(gè)表現(xiàn)為上調(diào)，57個(gè)表現(xiàn)為下調(diào)。且circRNAs與miRNAs互相作用系統(tǒng)預(yù)測(cè)得出，circRNA19591、circRNA19596和circRNA16175可分別與36、28和18個(gè)miRNAs產(chǎn)生作用[53]。此外，除了人類的疾病模型，有學(xué)者在12只用起搏器誘導(dǎo)建立房顫的比格犬動(dòng)物模型中，同樣檢測(cè)到146個(gè)異常表達(dá)的circRNAs[54]，提示circRNAs在疾病模型中的差異表達(dá)在不同生物種中是普遍存在的。

4 circRNAs與心血管疾病

心血管疾病指的是關(guān)于心臟或血管的疾病，又稱為循環(huán)系統(tǒng)疾病，是全球最常見的死因之一[55-56]。其高發(fā)病率、死亡率以及高度年齡相關(guān)性給社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和衛(wèi)生發(fā)展事業(yè)帶來了極大的負(fù)擔(dān)。目前關(guān)于心血管疾病的發(fā)病機(jī)制仍不明確，治療措施也常以對(duì)癥治療為主，急需關(guān)鍵性致病機(jī)制突破或新治療靶點(diǎn)出現(xiàn)，而circRNAs在心血管中的高豐度表達(dá)及在心臟不同發(fā)育階段表達(dá)譜的不同，提示了其可能在心血管疾病發(fā)生發(fā)展中起到重要的作用，見表1。

4.1 circRNAs與動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病

動(dòng)脈粥樣硬化是臨床的常見病，嚴(yán)重危害著人們的生命健康。研究發(fā)現(xiàn)，circANRIL可以與PES1(一個(gè)重要的60S-前核糖體組裝因子)結(jié)合，阻斷巨噬細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞中的核糖體生物發(fā)生以及由外切核酸酶介導(dǎo)的前rRNA加工，并同時(shí)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抑制增殖，其主要通過誘導(dǎo)核仁應(yīng)激和p53活化來實(shí)現(xiàn)，可促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展[57]。circR-284是有miR-221結(jié)合位點(diǎn)的環(huán)狀RNA。臨床觀察發(fā)現(xiàn)，在粥樣硬化斑塊破裂時(shí)，circR-284/miR-221的比例增加，認(rèn)為其可能是粥樣斑塊破裂的生物學(xué)標(biāo)志物[58]。冠心病最嚴(yán)重階段為心肌梗死(myocardial infarction,MI)。研究報(bào)道，circRNAs，尤其是其中的ACR(autophagy-related circular RNA)，通過靶向Pink1介導(dǎo)的FAM65B磷酸化來抑制自噬和MI。ACR可直接結(jié)合Dnmt3B來阻斷Dnmt3B介導(dǎo)的Pink1啟動(dòng)子的甲基化，從而激活Pink1表達(dá)，起到抑制心肌細(xì)胞的自噬的作用，這有利于減小MI的面積[59]。

4.2 circRNAs與房顫

房顫是臨床常見的心律失常之一。在非瓣膜性房顫患者的心房肌組織中，Zhang等[60]通過RNA深度測(cè)序發(fā)現(xiàn)了296個(gè)差異表達(dá)的circRNAs分子，并通過KEGG等預(yù)測(cè)體系發(fā)現(xiàn)其中hsa_circRNA002085和hsa_circRNA001321可能通過與hsa-miR-208b和hsa-miR-21相作用，從而對(duì)Ca2+的生物活動(dòng)和心肌收縮發(fā)揮作用。目前，研究發(fā)現(xiàn)，circRNAs不僅僅與心肌收縮有關(guān)。Hu等[61]發(fā)現(xiàn)在房顫患者心房肌組織中表達(dá)差異最明顯的是chr9： 15474007-15490122、chr16： 75445723-75448593、hsa_circ_0007256、chr12： 56563313-56563992和hsa_circ_0003533等分子，證明circRNAs與氧化應(yīng)激相關(guān)的DNA損傷也有著一定的聯(lián)系。

4.3 circRNAs與高血壓

在54個(gè)血壓>21.2/11.2kPa(159/90mmHg)的高血壓患者外周血血漿中，研究者用芯片分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)了46個(gè)上調(diào)和13個(gè)下調(diào)的circRNAs，并通過分析認(rèn)為hsa-circ-0005870在高血壓的發(fā)生發(fā)展起著重要的作用，可作為其生物學(xué)標(biāo)志物，為circRNAs在高血壓疾病中的作用的后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)[62]。同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn)在大鼠的腎臟組織中有超過10000個(gè)circRNAs基礎(chǔ)表達(dá)，在大鼠高血壓疾病模型中有318個(gè)表達(dá)上調(diào)，110個(gè)表達(dá)下調(diào)，并認(rèn)為其中差異表達(dá)最明顯的rno_circRNA_006016可在遺傳水平對(duì)高血壓進(jìn)行調(diào)控[63]。

4.4 circRNAs與心力衰竭

MiR-233是心肌肥大和心力衰竭(簡(jiǎn)稱心衰)的內(nèi)源性調(diào)節(jié)因子，在小鼠TAC模型和人類心衰的心肌組織中表達(dá)增加。它可以通過上調(diào)ARC的表達(dá)，阻斷病理性心肌肥厚和心衰的發(fā)生發(fā)展，并對(duì)心肌起保護(hù)功能。心臟相關(guān)環(huán)狀RNA(heart-related circRNA, HRCR)，通過分子海綿功能，內(nèi)源性結(jié)合miR-233，并進(jìn)一步通過miR-233—ARC作用軸，阻斷心肌肥厚和心衰的發(fā)展[64]。

4.3 circRNAs與心肌病

circNCX1是一種由鈉/鈣交換蛋白1(ncx1)基因轉(zhuǎn)錄所得到的circRNAs。在缺血性心肌損傷過程中，因活性氧類(ROS)的增加，circNCX1的表達(dá)增多，通過內(nèi)源性競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合miR-133a-3p，降低了miR-133a-3p對(duì)促凋亡基因細(xì)胞死亡誘導(dǎo)蛋白(CDIP1)活性的抑制能力。這個(gè)結(jié)果已經(jīng)在小鼠心肌細(xì)胞和心臟組織中circNCX1敲除的模型中得到了驗(yàn)證。在circNCX1敲除的細(xì)胞和組織中，CDIP1表達(dá)減少，細(xì)胞凋亡水平降低，缺血再灌注損傷也相應(yīng)減少[65]。研究表明，MFACR(線粒體裂變和細(xì)胞凋亡相關(guān)的circRNA)可以通過內(nèi)源性競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合miR-652-3p直接靶向并下調(diào)其表達(dá)，起到調(diào)節(jié)心臟中的線粒體裂變和細(xì)胞凋亡的作用，同時(shí)線粒體蛋白18激活導(dǎo)致的線粒體裂變和心肌細(xì)胞死亡可被抑制[66]。

4.4 circRNAs與其他心血管疾病

在主動(dòng)脈瓣膜中，通過RNA深度測(cè)序測(cè)得5476個(gè)circRNAs，其中瓣膜所特有的circRNAs共1412個(gè)，可與下游miRNA或RBP結(jié)合，對(duì)ECM受體相互作用途徑、ErbB信號(hào)通路和血管平滑肌收縮通路產(chǎn)生影響并影響瓣膜的功能[67]。Hsa-circ-000595來源于14號(hào)染色體，已證實(shí)可以對(duì)miR-19a起到調(diào)控功能[68]，且通過抑制細(xì)胞凋亡在動(dòng)脈瘤中發(fā)揮調(diào)節(jié)功能。

表1 心血管疾病中的circRNAs及其作用靶點(diǎn)和功能

5 展 望

隨著生物技術(shù)的更新與發(fā)展，circRNAs在哺乳動(dòng)物體內(nèi)的高表達(dá)逐步被證實(shí)，提示其具有重要的生物學(xué)功能。生理狀態(tài)下，circRNAs可以分泌至血液、腦脊液、唾液等體液中；在疾病狀態(tài)時(shí)，富含circRNAs的外泌體則大量分泌至體液中，且circRNAs的環(huán)狀結(jié)構(gòu)使得其比其對(duì)應(yīng)的線性RNA要穩(wěn)定，更不易被降解，使得circRNAs有成為臨床生物學(xué)標(biāo)志物的潛在應(yīng)用價(jià)值。在腫瘤疾病中已有相關(guān)報(bào)道，如FLI1外顯子circRNAs可以促進(jìn)小細(xì)胞肺癌的腫瘤轉(zhuǎn)移并可以作為腫瘤轉(zhuǎn)移的生物學(xué)標(biāo)志物[69]；circPRMT5在促進(jìn)UCB細(xì)胞的EMT和/或侵襲性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，并可作為該疾病的預(yù)后生物標(biāo)志物[70]等。但在心血管疾病領(lǐng)域，circRNAs作為生物學(xué)標(biāo)志物相關(guān)研究則相對(duì)較少，且目前關(guān)于circRNAs的作用機(jī)制研究，大多停留在分子表達(dá)量差異的層面，并常通過KEGG和GO等信息預(yù)測(cè)手段來預(yù)測(cè)其下游的靶作用分子。未來的研究應(yīng)聚焦于circRNAs的作用和機(jī)制，尤其是在心血管疾病方面。