史媛慧，曹玉涵

（1.皖南醫(yī)學院內科學專業(yè)2020級碩士研究生，安徽 蕪湖 241002；2.皖南醫(yī)學院弋磯山醫(yī)院腎臟內科）

環(huán)狀RNA（circular RNAs，circRNAs）是一種非編碼RNA，由于具有組織特異性、疾病特異性以及高度穩(wěn)定性，近年來已成為研究熱點［1］。circRNAs作為競爭性內源RNA（competitive endogenous RNA，ceRNA），其作用機制已在各種疾病中廣泛研究，包括腫瘤、心血管、代謝性疾病以及阿爾茲海默?。?］等。有研究報道，circRNAs在腎臟疾病中起重要調控作用，如調控細胞炎癥、增殖與凋亡等，并參與到腎臟疾病的發(fā)生發(fā)展，有望成為腎臟疾病領域的潛在標志物，為腎臟疾病診治提供新的策略［3］。本研究針對circRNAs的一般特征、基因調控作用、與蛋白相互作用，及在腎臟疾病中的研究進展進行綜述。

1 circRNAs的一般特征

circRNAs是一類不具有5′末端帽子和3′末端多聚腺苷酸尾的共價閉合環(huán)狀結構的非編碼RNA分子［4］。目前，根據(jù)circRNAs來源不同，主要分為三類：外顯子來源circRNAs（exonic circRNAs，eircRNAs）、內含子來源circRNAs（circular intronic RNAs，ciRNAs）以及外顯子-內含子共同衍生的circRNAs（exon-intron circRNAs，elcircRNAs）［5］。大多數(shù)circRNAs來源于外顯子，主要在真核細胞的胞質中大量富集且高度保守。少部分內含子來源的circRNAs主要存在于細胞核中，發(fā)揮轉錄調控的功能。

circRNAs主要特征可以概括為：（1）普遍存在各種真核細胞中，包括人體心臟、腎臟、神經(jīng)組織等，還可以在血液和各種體液中穩(wěn)定存在［6］；（2）circRNAs的序列高度保守，不受核酸外切酶影響，相比線性RNA，表達更穩(wěn)定且不易降解［7］；（3）和大多數(shù)非編碼RNA一樣，circRNAs通常不編碼蛋白，但有少數(shù)circRNAs可編碼多肽［8］；（4）大多數(shù)circRNAs在轉錄后水平發(fā)揮調控作用，但少數(shù)circRNAs對親本基因有調控和翻譯作用，在轉錄水平即可調控基因的表達［9］；（5）具有空間特異性，circRNAs在不同時間、不同組織以及不同疾病中，表達具有差異性［10］。因此，circRNAs差異性表達可能為疾病的診斷、治療及預后提供依據(jù)。

2 circRNAs的生物學功能

2.1 circRNAs的基因調控作用 調節(jié)親本基因的轉錄和翻譯。目前已有研究發(fā)現(xiàn)circRNAs對其親本基因具有調控轉錄和翻譯的作用。研究發(fā)現(xiàn)elcircRNAs可與U1小核核糖核蛋白（U1 SnRNP）相互作用形成復合體，作用于RNA聚合酶Ⅱ，增強其親本基因轉錄［11］。circRNAs序列上含有大量miRNA結合位點，當circRNAs與靶miRNA共定位于細胞質中，會引起circRNAs對miRNA吸附，即海綿作用［12］。miRNA海綿作用是circRNAs重要生物功能，目前研究最為廣泛。Chen等［13］在腎細胞癌中發(fā)現(xiàn)circ RAPGEF5（cRAPGEF5）表達水平顯著下調，與miR-27a-3p表達呈負相關，提示cRAPGEF5作為miR-27a-3p的海綿，可以直接靶向吸附miR-27a-3p。

2.2 circRNAs與蛋白相互作用 （1）蛋白海綿。circRNAs可以與RNA結合蛋白（RNA-binding proteins，RBPs）競爭性結合miRNA，充當?shù)鞍缀＞d來調控靶基因的穩(wěn)定性［14］。AUF1是一種富含AU元件的RNA結合因子，通過調控miRNA的穩(wěn)定性參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制。Tsitsipatis等［15］發(fā)現(xiàn)AUF1配體circ_PCNX與p21 mRNA競爭性結合AUF1蛋白，可阻止AUF1對p21 mRNA降解作用，增加p21 mRNA生成，從而抑制細胞增殖。（2）翻譯蛋白。circRNAs大多數(shù)屬于非編碼RNA。然而，隨著全基因組翻譯分析和核糖體分析技術的迅速發(fā)展，發(fā)現(xiàn)circRNAs除了可以結合miRNA調控蛋白的合成，還可以直接作為蛋白的翻譯模板。在原核生物中，circRNAs存在少量的開放閱讀框系統(tǒng)，具有編碼肽或蛋白的潛力［16］。而在真核生物中，circRNAs能夠以不依賴帽結構和內部核糖體進入位點依賴性的方式直接翻譯成蛋白［17］。（3）蛋白支架。有相關研究報道，某些circRNAs可作為蛋白支架，促進蛋白之間相互作用。Li等［18］的研究結果提示，circNDUFB2可作為蛋白支架，增強胰島素樣生長因子2 mRNA結合蛋白（IGF2BPs）和TRIM25（屬于E3泛素連接酶的TRIM家族）結合，促進IGF2BPs的泛素化和降解。（4）隔離和轉運蛋白：circRNAs可以將蛋白隔離在亞細胞內或在亞細胞間轉移蛋白。circ-Sirt1被證實在腫瘤壞死因子α誘導的血管平滑肌細胞炎癥的過程中，促進NF-κB p65在細胞質中的滯留，抑制下游基因的活性，從而達到抑制血管炎癥的作用［19］。迄今，關于circRNAs在隔離和轉運蛋白相關領域的研究相對缺乏，仍需進一步探究。

3 circRNAs與腎臟疾病

慢性腎臟疾?。╟hronic kidney disease，CKD）是全人類面臨的重大醫(yī)學問題，我國人群中CKD的發(fā)生率為10.8%，嚴重危害人類健康［20］。目前circRNAs的研究已經(jīng)取得了重大進展，發(fā)現(xiàn)circRNAs在正常組織和疾病中表達具有顯著差異性，并且circRNAs的失調與各種疾病的發(fā)病機制有關［21］。相關研究表明circRNAs參與調節(jié)腎臟的炎癥、凋亡以及纖維化等，已成為各種腎臟疾病的潛在生物標志物，并為腎臟疾病的治療和預防提供新的研究思路［22］。

3.1 circRNAs與腎細胞癌（renal cell carcinoma，RCC） 近年來，隨著非編碼RNA研究的深入，越來越多研究證實circRNAs參與癌癥的病理進程，在癌癥中充當基因表達的調控因子。腎透明細胞癌 （clear cell renal cell carcinoma，ccRCC） 是RCC最具代表性的亞型。Xue等［23］發(fā)現(xiàn)在ccRCC組織及其相鄰的正常腎組織中存在表達差異的circRNAs，circ-AKT3在ccRCC中下調最顯著，circ-AKT3可通過結合miR-296-3p來調控E-鈣黏附蛋白的表達，從而影響ccRCC的遷移。同樣，Li等［24］的研究結果也提示，hsa_circ_0054537競爭性結合miR-130a-3p誘導細胞的增殖、凋亡，參與調節(jié)RCC進展。Liu等［25］發(fā)現(xiàn)，circPTCH1和miR-485-5p直接靶向基質金屬蛋白酶-14，抑制circPTCH1的表達，可激活RCC細胞的上皮間質轉化（epithelial mesenchymal transition，EMT）過程，促進RCC細胞增殖和侵襲。

3.2 circRNAs與急性腎損傷（acute kidney injury，AKI） 目前，大多數(shù)AKI的發(fā)病機制研究集中在circRNAs作為ceRNA參與疾病的發(fā)生發(fā)展。He等［26］研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)脂多糖（LPS）誘導的AKI細胞模型中hsa_circ_0114428表達上調，hsa_circ_0114428敲低后可顯著抑制LPS誘導的細胞炎癥、凋亡以及氧化應激。此外，Cao等［27］在順鉑誘導的AKI細胞模型中發(fā)現(xiàn)hsa_circ_0114427表達上調。然而，也有研究發(fā)現(xiàn)，circRNAs在AKI細胞模型中表達下調。hsa_circ_0091702［28］和 hsa_circ_0068888［29］在LPS誘導的人腎小管上皮細胞（human kidney-2，HK2）中顯著下調，這兩種circRNAs過表達可抑制LPS誘導的HK2細胞損傷。

3.3 circRNAs與糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy，DN） DN作為糖尿病患者最常見的微血管并發(fā)癥之一，可導致慢性腎功能衰竭，最終進展至終末期腎病。DN主要的病理特征表現(xiàn)為系膜細胞的增殖及細胞外基質的累積［30］。研究提示腎臟來源的外泌體中circRNAs大量富集且穩(wěn)定存在，且circRNAs的表達與DN進展相關。Bai等［31］研究發(fā)現(xiàn)高糖處理的系膜細胞、DN患者體液以及DN大鼠模型中，損傷腎臟來源的外泌體circ_DLGAP4表達增加，利用生物信息學方法預測miR-143為circ_DLGAP4靶點，ERBB3為miR-143的下游靶基因。進一步發(fā)現(xiàn)circ_DLGAP4作為miR-143海綿調節(jié)ERBB3，促進系膜細胞的增殖和纖維化，加速DN進展。然而，Wang等［32］研究發(fā)現(xiàn)DN細胞模型中circ_LARP4的表達下調，過表達circ_LARP4，系膜細胞增殖和間質纖維化減輕，延緩DN的進展。除上述circRNAs外，研究發(fā)現(xiàn)hsa_circ_0080425［33］和 hsa_circ_010383［34］也參與到DN發(fā)生發(fā)展，可能成為DN的潛在生物標記物。

3.4 circRNAs與狼瘡性腎炎（lupus nephritis，LN） 系統(tǒng)性紅斑狼瘡是一種累及到多種臟器的自身免疫性疾病，LN是其最常見、最嚴重的并發(fā)癥之一，也是患者死亡的重要病因。Zhang等［35］用測序方法建立LN患者腎組織中的circRNAs譜，對比正常腎組織測序結果，86個circRNAs顯著下調，73個circRNAs顯著上調。同時RT-qPCR驗證，最終篩選出hsa_circ_0123190差異顯著。進一步分析其生物學功能，hsa_circ_0123190對miR-483-3p的有吸附作用，提示hsa_circ_0123190有望成為LN的潛在生物標志物。然而，circRNAs在LN的研究報道有限，是否存在其他與LN相關的circRNAs，它們如何參與LN疾病發(fā)生發(fā)展以及潛在臨床價值，仍需更多研究探索。

3.5 circRNAs與IgA腎病 （immunglobulin A nephropathy，IgAN） IgAN是我國最常見的原發(fā)性腎小球疾病，也是慢性腎炎中最常見的病理類型。目前，IgAN診斷仍依賴腎活檢，而液體活檢-尿液檢測分析可提供整個泌尿系統(tǒng)的生物學信息，能夠反映腎臟疾病進展［36］。Luan等［37］對IgAN患者的尿液外泌體進行測序，與健康對照者測序結果相比，篩選出表達差異明顯的circRNAs。隨著研究深入，發(fā)現(xiàn)IgAN患者中Y染色體circRNA chrY：15478147-15481229顯著上調，可導致UTY蛋白表達異常，影響DNA甲基化，促進CD4+T細胞增殖以及促炎因子釋放，刺激腎小球壁上皮細胞增殖，加重男性IgAN患者的腎功能損害，并增加其新月狀形成的風險［38］。

3.6 circRNAs與腎臟炎癥、纖維化 腎臟纖維化幾乎是所有CKD進行性發(fā)展的最終結局，而炎癥細胞浸潤可作為活動性纖維化病變的共同特征［39］。在各種腎臟疾病中，巨噬細胞的累積與腎小管萎縮、腎小球硬化和腎間質纖維化程度顯著相關［40］。Fu等［41］在單側輸尿管梗阻誘導的腎纖維化模型中，circACTR2海綿化miR-561，激活NLRP3炎癥小體，促進巨噬細胞凋亡及炎癥因子釋放，炎癥因子以旁分泌方式作用于腎小管上皮細胞，誘導EMT，促進纖維化的發(fā)展。同樣，Wen等［42］研究結果也提示circACTR2可調節(jié)高糖誘導的HK2的炎癥和纖維化。此外，轉化生長因子-β1作為調節(jié)纖維化重要介質。Yi等［43］在轉化生長因子-β1誘導和單側輸尿管梗阻誘導的小鼠腎臟纖維化模型中，circRNA_30032沉默后，增加miR-96-5p水平同時降低促纖維化蛋白的表達，從而減輕腎臟纖維化。

4 小結和展望

腎臟疾病發(fā)病率高，發(fā)病機制復雜。目前已有研究提示circRNAs廣泛參與腎臟疾病的發(fā)生發(fā)展過程，并發(fā)揮重要病理生理學作用。目前，circRNAs在腎臟疾病中的研究更多的集中在生物標志物領域。然而，circRNAs具體如何在腎臟疾病發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮調控作用及其分子機制，以及circRNAs如何降解和定位有待進一步闡明。此外，檢測和定性circRNAs的方法仍存在局限性，不同的生物學檢測方法之間可能存在誤差和偏倚。circRNAs在組織、血液、尿液中均具有穩(wěn)定性和表達特異性，這對于腎臟疾病的研究具有重要意義?，F(xiàn)今，對于circRNAs的研究仍處于初始階段，功能和特性還在不斷探索中，其特異性和敏感性還需要進一步驗證。隨著研究深入，circRNAs可能為揭開腎臟疾病發(fā)病機制、診斷治療及預后提供嶄新的研究思路和思維視角。