唐瑜琳 何 新

1.贛南醫(yī)學(xué)院第一臨床醫(yī)學(xué)院，江西贛州 341000；2.贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，江西贛州 341000

肺癌是全球發(fā)病率僅次于乳腺癌的惡性腫瘤[1]。根據(jù)組織學(xué)類型，肺癌可分為非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）和小細(xì)胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）。NSCLC 約占肺癌的85%，主要包括肺腺癌和肺鱗狀細(xì)胞癌。近年來，雖然診斷方法和治療方法快速發(fā)展，但肺癌的5 年總生存率仍然較低[2-4]。

環(huán)狀RNA（circular RNA，circRNA）是一類具有閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)的新型RNA[5]，廣泛存在于各種生物體內(nèi)，能在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后等多種水平上對(duì)生命活動(dòng)進(jìn)行關(guān)鍵性調(diào)控[6]。研究顯示circRNA在腫瘤組織中表達(dá)異常，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[7]。circRNA 具有表達(dá)量高及在血液、組織液、分泌物中廣泛存在的特點(diǎn)[8]。研究表明，circRNA可影響細(xì)胞的生長、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，從而在體外和體內(nèi)促進(jìn)NSCLC 的進(jìn)展。由于其在不同體液中的穩(wěn)定性，circRNA 有望成為NSCLC 新的診斷/預(yù)后生物標(biāo)志物和潛在治療靶點(diǎn)[9]。

1965 年，順鉑（cisplatin，DDP）首次被用于抗腫瘤研究[10]。DDP 的抗腫瘤活性逐漸得到證實(shí)，廣泛用于治療包括NSCLC 在內(nèi)的人類腫瘤性疾病[11]。DDP 的作用方式與其與DNA 上的嘌呤堿基交聯(lián)能力有關(guān)，可干擾DNA 修復(fù)機(jī)制，引起DNA 損傷，隨后誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。然而，由于耐藥性和不良反應(yīng)眾多，DDP 的臨床應(yīng)用受到一定限制[12]。

1 circRNA 概述及功能

circRNA 是一組新型的單鏈、共價(jià)閉環(huán)RNA 分子，它們不具有3'和5'末端，能夠抵抗核糖核酸酶R（ribonuclease R，RNase R）的降解，因而circRNA相較于線性RNA 更穩(wěn)定、半衰期更長[7]。1976 年Sanger 等在病毒中首次發(fā)現(xiàn)circRNA，最初其被認(rèn)為是剪接過程中形成的副產(chǎn)物，并未引起重視[13]。隨后的多項(xiàng)研究表明，在各種物種中均發(fā)現(xiàn)或合成circRNA，包括病毒、原核生物、單細(xì)胞真核生物和哺乳動(dòng)物[14]。近年來，由于高通量測序及生物信息分析的快速發(fā)展，發(fā)現(xiàn)circRNA 在基因表達(dá)調(diào)控和多種疾病中發(fā)揮重要作用[15]。根據(jù)來源，目前可將circRNA 分為四類：外顯子circRNA（ecircRNA）、內(nèi)含子circRNA（ciRNA）、外顯子-內(nèi)含子circRNA（EIciRNA）和tRNA 內(nèi)含子circRNA（tricRNA）[16]。circRNA 的主要功能包括調(diào)節(jié)親本基因表達(dá)、參與表觀遺傳調(diào)控、充當(dāng)miRNA 海綿、充當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)“骨架”與RNA 蛋白質(zhì)結(jié)合、參與蛋白質(zhì)翻譯調(diào)節(jié)、作為翻譯模板編碼蛋白質(zhì)等[17]。

2 circRNA 與非小細(xì)胞肺癌

研究表明，與癌旁正常組織相比，NSCLC 中的circRNA 表達(dá)水平異常。Zhou 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，circRNA_102179 在NSCLC 組織和細(xì)胞中的表達(dá)水平高于癌旁正常肺組織。circRNA_102179 通過miR-330-5p 海綿作用正向調(diào)節(jié)高遷移率族蛋白B3（highy mobility group protein B3，HMGB3）的表達(dá)，促進(jìn)NSCLC 細(xì)胞增殖、侵襲和遷移。Liu 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，與相鄰的非腫瘤組織相比，circ_0001649 在NSCLC 組織中的表達(dá)顯著降低，且circ_0001649 表達(dá)較低的患者總生存時(shí)間短于高表達(dá)者，其表達(dá)水平與 TNM 分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，并通過miR-331-3p 和miR-338-5p 海綿作用抑制NSCLC 進(jìn)展，提示其有潛力成為評(píng)估NSCLC 預(yù)后的生物標(biāo)志物。Wang 等[20]發(fā)現(xiàn)一種人第10 號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因（phosphates and tensin homologue deleted on chromosome ten gene，PTEN 基因）衍生的circRNA（hsa_circ_0094342，circ-PTEN），可通過充當(dāng)miR-155 和miR-330-3p 海綿在轉(zhuǎn)錄后增加其宿主PTEN 基因表達(dá)，導(dǎo)致致癌的磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）信號(hào)通路失活。研究表明，PTEN 通過三磷酸磷脂酰肌醇去磷酸化和抑制原癌基因PI3K/Akt 蛋白激酶信號(hào)通路，發(fā)揮抑制腫瘤的作用[21]。細(xì)胞周期蛋白E1 是一種重要的細(xì)胞周期調(diào)節(jié)劑，在細(xì)胞周期有序進(jìn)行中起關(guān)鍵作用，通過定時(shí)表達(dá)，結(jié)合、激活細(xì)胞周期蛋白依賴性蛋白激酶2和增強(qiáng)底物親和力，在人類惡性腫瘤中發(fā)揮重要作用[22]。She 等[23]研究發(fā)現(xiàn)hsa_circ_0062389 在NSCLC組織和細(xì)胞系中的表達(dá)上調(diào)，其高表達(dá)與晚期臨床特征和不良預(yù)后相關(guān)。Hsa_circ_0062389 敲減后，NSCLC 細(xì)胞的增殖受到抑制并停滯在G0/G1期，可作為miR-103a-3p 的內(nèi)源競爭性RNA 來促進(jìn)肺癌中細(xì)胞周期蛋白E1 的表達(dá)，促進(jìn)NSCLC 進(jìn)展。

3 circRNA 在非小細(xì)胞肺癌順鉑耐藥中的作用與機(jī)制

3.1 circRNA 與ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是一類重要的細(xì)胞表面蛋白，普遍存在于細(xì)胞膜上，負(fù)責(zé)不同配體的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，對(duì)維持細(xì)胞的正常功能至關(guān)重要[24]。目前已在人體發(fā)現(xiàn)49 種ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，根據(jù)其基因組序列和組織結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分為7 個(gè)亞組（ABCA～ABCG）。在細(xì)胞水平上，ABC 家族的泵調(diào)節(jié)包括藥物在內(nèi)的多種物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的運(yùn)輸，其過表達(dá)是導(dǎo)致各類腫瘤細(xì)胞毒性藥物外排增強(qiáng)和治療失敗的主要原因[25]。ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可分為內(nèi)向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和外向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[26]。目前發(fā)現(xiàn)的藥物外向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白有P 糖蛋白、多藥耐藥蛋白-1、乳腺癌耐藥蛋白、囊性纖維化跨膜調(diào)節(jié)劑和磺酰脲受體[25]。

既往研究發(fā)現(xiàn)，circ-SNAP47 可促進(jìn)NSCLC 進(jìn)展并提示預(yù)后不良[27]。Zou 等[28]研究發(fā)現(xiàn)，circ-SNAP47 主要在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，與NSCLC 細(xì)胞（A549、H1299）相比，DPP 耐藥細(xì)胞（A549/DDP、H1299/DDP）中circ-SNAP47 表達(dá)上調(diào)，其對(duì)RNase R 的降解具有高度抗性，可作為miR625-5p 海綿，而WEE1 是miR625-5p 的直接作用靶點(diǎn)。抑制circ-SNAP47 表達(dá)可抑制DPP 耐藥細(xì)胞的耐藥性，表達(dá)si-circ-SNAP47 的DDP 耐藥細(xì)胞中多藥耐藥相關(guān)標(biāo)志物（包括MDR1 和MRP1）的蛋白表達(dá)持續(xù)降低。過表達(dá)miR-625-5p 可導(dǎo)致耐藥細(xì)胞中WEE1蛋白表達(dá)下調(diào)，并誘發(fā)化療敏感性，表明上調(diào)miR-625-5p 可抑制NSCLC 的DDP 耐藥性。值得注意的是，阻斷circ-SNAP47 可使miR-625-5p 上調(diào)，并下調(diào)WEE1 表達(dá)，而抑制 miR625-5p 可抵消circ-SNAP47 下調(diào)對(duì)WEE1 表達(dá)的影響。在裸鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到同樣的結(jié)果，因而推斷circ-SNAP47 可通過吸附miR625-5p 上調(diào)WEE1，進(jìn)而促進(jìn)DDP 耐藥。

Chu 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，circ_0058357 在DDP 耐藥的NSCLC 組織中高表達(dá)。使用siRNA 在體外抑制circ_0058357 表達(dá)，H1299/DDP 和A549/DDP 中周期相關(guān)的細(xì)胞周期蛋白D1、遷移相關(guān)的基質(zhì)金屬蛋白酶9 和MDR1 水平降低，DDP 耐藥的NSCLC 細(xì)胞生長、侵襲、遷移受到抑制，同時(shí)增加對(duì)DDP 細(xì)胞毒作用的敏感性和細(xì)胞凋亡。通過軟件預(yù)測circ_0058357 的靶基因?yàn)閙iR-361-3p。miR-361-3p在DDP 耐藥的NSCLC 組織中受到顯著抑制，而抑制circ_0058357 可提高其表達(dá)水平。miR-361-3p 通過與ABCC1 的3'UTR 結(jié)合抑制ABCC1 表達(dá)，影響H1299/DDP 和A549/DDP 對(duì)DDP 的敏感性。此外，circ_0058357 和ABCC1 具有共同的miR-361-3p 結(jié)合序列，circ_0058357 通過競爭性結(jié)合miR-361-3p 來調(diào)節(jié)ABCC1 的表達(dá)。由此推斷，circ_0058357 可通過靶向miR-361-3p/ABCC1 軸恢復(fù)H1299/DDP 和A549/DDP 對(duì)DDP 治療的敏感性。

研究發(fā)現(xiàn)，circ_PIP5K1A 可通過調(diào)節(jié)miRNA/mRNA 軸，包括miR-600/缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxiainducible factor-1α，HIF-1α）、miR-142-5p/胰島素樣生長因子-1（insulin-like growth factor 1，IGF-1），促進(jìn)NSCLC 的發(fā)生和發(fā)展[30,31]。Feng 等[32]研究發(fā)現(xiàn)，在DDP 耐藥的NSCLC 組織中circ_PIP5K1A 水平升高，其可通過miR-493-5p/ROCK1 軸調(diào)節(jié)體內(nèi)對(duì)DDP的敏感性。Shao 等[33]通過生物信息分析預(yù)測circ_PIP5K1A 的潛在靶基因?yàn)閙iR-101，后者的目標(biāo)基因?yàn)锳BCC1，并通過RNA pull-down 和雙熒光素酶報(bào)告試驗(yàn)驗(yàn)證了結(jié)果。敲減circ_PIP5K1A 可增加對(duì)DDP 的敏感性，加速細(xì)胞凋亡，而抑制miR-101逆轉(zhuǎn)上述作用。由此推斷，敲減circ_PIP5K1A 通過調(diào)節(jié)miR-101/ABCC1 軸抑制NSCLC 進(jìn)展并增加DDP 敏感性。

Liang 等[34]發(fā)現(xiàn)，敲減circRNA_103615 可降低NSCLC 細(xì)胞（A549）對(duì)DDP 的耐藥性。值得注意的是，在circRNA_103615 敲減后，ABCB1 的表達(dá)顯著降低，ABCB1 的過表達(dá)可逆轉(zhuǎn)circRNA_103615敲減對(duì)NSCLC 耐藥的影響。因此推斷，circRNA_103615 可能通過調(diào)節(jié)ABCB1 表達(dá)作為NSCLC 的關(guān)鍵癌基因和潛在新型生物標(biāo)志物。

3.2 circRNA 與糖酵解

惡性腫瘤的一個(gè)顯著特點(diǎn)是代謝異常。研究表明，糖酵解增強(qiáng)可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞耐藥[35]。Xu 等[36]發(fā)現(xiàn)circAKT3 在NSCLC 細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，敲減circAKT3 可提高NSCLC 細(xì)胞對(duì)DDP 的敏感性，并削弱 HIF-1α 依賴性糖酵解。CircAKT3 與 miR-516b-5p 的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，而與STAT3 的表達(dá)呈正相關(guān)，miR-516b-5p 抑制劑可逆轉(zhuǎn)circAKT3 敲減對(duì)肺癌細(xì)胞中HIF-1α 蛋白水平的抑制作用。肺癌組織中miR516b-5p 的表達(dá)水平與STAT3 呈負(fù)相關(guān)，STAT3可與miR-516b-5p 結(jié)合，實(shí)驗(yàn)表明，miR-516b-5p 高表達(dá)明顯降低STAT3 水平，而pcDNA-STAT3 的重新引入在一定程度上可逆轉(zhuǎn)這種抑制作用。敲減circAKT3 可顯著抑制NSCLC 細(xì)胞中circSTAT 的mRNA 和蛋白表達(dá)，而過表達(dá)STAT3 可逆轉(zhuǎn)這種抑制作用。miR-516b-5p 過表達(dá)抑制肺癌細(xì)胞中葡萄糖的消耗和乳酸的生成，同時(shí)抑制HIF-1α 表達(dá)，但過表達(dá)STAT3 可逆轉(zhuǎn)這種抑制。從而推斷抑制circAKT可抑制HIF-1α 依賴的糖酵解誘導(dǎo)的A549/H1299 細(xì)胞耐藥。此外，Dong 等[37]研究發(fā)現(xiàn)，circ_0076305可通過與miR-296-5p 結(jié)合來調(diào)節(jié)NSCLC 細(xì)胞的DDP 耐藥性。STAT3 是miR-296-5p 的直接靶點(diǎn)，可解除miR-296-5p 誘導(dǎo)的對(duì)DDP 耐藥的抑制作用。

3.3 circRNA 與氧化應(yīng)激

Geng 等[38]發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于正常肺細(xì)胞，circCCND1在NSCLC 細(xì)胞（A549/HCC827）中表達(dá)上調(diào)，其表達(dá)水平與生存時(shí)間、腫瘤分期有關(guān)。在DDP 治療下，敲除circCCND1 顯著抑制A549 和HCC827 的細(xì)胞活力及增殖能力，同時(shí)導(dǎo)致其凋亡增強(qiáng)，即敲除circCCND1 可增加NSCLC 細(xì)胞對(duì)DDP 的敏感性。運(yùn)用軟件預(yù)測得出 circCCND1 的靶基因?yàn)閙iR-187-3p，后者的目標(biāo)基因?yàn)镕GF9。在A549 和HCC827 細(xì)胞中，circCCND1 與miR-187-3p 表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。在DDP 處理下，敲減circCCND1 可使NSCLC 細(xì)胞（A549/HCC827）中谷胱甘肽水平和超氧化物歧化酶活性顯著升高。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GF9 可參與DDP 耐藥[39]。Geng 等[38]發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GF9 在A549 細(xì)胞中被miR-187-3p 模擬物下調(diào)，并被miR-187-3p 抑制劑上調(diào)。與DDP 處理下的sh-circCCND1-1 細(xì)胞相比，miR-187-3p 抑制劑增加A549 和HCC827 的細(xì)胞活力，并抑制其凋亡。從而推斷circCCND1 可作為miR-187-3p 海綿調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激和FGF9，進(jìn)而增強(qiáng)NSCLC 對(duì)DDP 的耐藥性。

3.4 circRNA 與自噬

Li 等[40]研究發(fā)現(xiàn)，circ_100565 在NSCLC 中上調(diào)，其高表達(dá)與NSCLC 患者較差的總生存呈正相關(guān)。circ_100565 的沉默可抑制體外NSCLC 細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并減少體內(nèi)NSCLC 的生長。Zhong等[41]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，circRNA_100565 主要定位于細(xì)胞質(zhì)，具有良好的穩(wěn)定性，能抵抗放線菌素D 及RNase R 的作用。circRNA_100565 在NSCLC 耐藥組織和細(xì)胞系（A549/DDP 和H1299/DDP）中上調(diào)，其高表達(dá)與NSCLC 患者較短的總生存相關(guān)。運(yùn)用軟件預(yù)測得出circRNA_100565 的潛在miRNA 靶點(diǎn)為 miR-377-3p，后者的目標(biāo)基因?yàn)?ADAM28，circRNA_100565 可作為miR-337-3p 海綿并與其直接作用，負(fù)調(diào)控miR-337-3p 在NSCLC 細(xì)胞中的表達(dá)，miR-337-3p 靶向 ADAM28 并負(fù)調(diào)節(jié)其在NSCLC 細(xì)胞中的表達(dá)。沉默circRNA_100565 則A549/DDP 和H1299/DDP 細(xì)胞的增殖受到抑制，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)敲減circRNA_100565 可抑制 NSCLC 中的耐藥細(xì)胞自噬。在體內(nèi)，circRNA_100565 基因下調(diào)促進(jìn)DDP 對(duì)NSCLC 的抗腫瘤作用。Kong 等[42]研究發(fā)現(xiàn)，與鄰近正常組織相比，hsa_circ_0085131 在NSCLC 組織中具有更高的表達(dá)水平，其高表達(dá)與NSCLC 復(fù)發(fā)和較低的生存率有關(guān)。hsa_circ_0085131 可促進(jìn)NSCLC 細(xì)胞增殖，還能作為miR-654-5p 海綿調(diào)節(jié)ATG7 依賴的自噬途徑在NSCLC 中誘導(dǎo)DDP 耐藥。

3.5 circRNA 與缺氧

作為一個(gè)重要的腫瘤微環(huán)境因素，缺氧在腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中具有重要作用[43]。缺氧可通過改變促存活基因表達(dá)來抑制細(xì)胞凋亡、使基因組不穩(wěn)定性、腫瘤新生血管形成、酪氨酸激酶受體下游信號(hào)通路增強(qiáng)和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化等途徑影響腫瘤生物學(xué)[44,45]。研究表明，缺氧與藥物的化學(xué)耐藥性有關(guān)[46,47]。Yu 等[48]研究發(fā)現(xiàn)，circASXL1 在NSCLC 組織中上調(diào)。在缺氧條件下，增殖相關(guān)蛋白c-myc 和波形蛋白表達(dá)增加，E-鈣黏蛋白表達(dá)下調(diào)，A549 和H1299 細(xì)胞的遷移、侵襲能力和對(duì)DPP 的耐藥性增加，miR-206在NSCLC 細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)，HIF-1α 蛋白表達(dá)顯著上調(diào)，而敲減circASXL1 后上述作用被逆轉(zhuǎn)，同時(shí)circASXL1 敲減誘導(dǎo)低氧暴露下的細(xì)胞凋亡。然而，circASXL1 敲減帶來的影響可通過miR-206 抑制劑逆轉(zhuǎn)。此外，沉默circASXL1 可通過海綿化miR-206抑制體內(nèi)腫瘤生長。由此推斷敲減circASXL1 可抑制DDP 耐藥性、細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。

3.6 circRNA 與外泌體

程序性死亡蛋白配體-1（programmed death ligand-1，PD-L1）存在于外泌體中，circ-CPA4 可通過靶向let-7 miRNA 調(diào)節(jié)NSCLC 細(xì)胞來源的外泌體PD-L1 的表達(dá)[49]。與DDP 敏感細(xì)胞相比，經(jīng)NSCLC 細(xì)胞源性外泌體預(yù)處理的NSCLC 細(xì)胞對(duì)DDP 治療具有更強(qiáng)的耐受性，這種作用可通過與PD-L1 抗體共處理細(xì)胞消除。由此推斷，circ-CPA4可通過let-7 miRNA/PD-L1 軸調(diào)節(jié)NSCLC 細(xì)胞對(duì)DDP 的耐藥性。

4 總結(jié)與展望

近年來，NSCLC 的診斷和治療方法不斷發(fā)展，但DDP 仍然是治療NSCLC 的一線化療藥物，其耐藥的發(fā)生是影響治療療效的主要原因[11]。越來越多的研究表明，circRNA 在NSCLC 的發(fā)生、發(fā)展和DDP 耐藥中發(fā)揮重要作用。隨著對(duì)NSCLC 耐藥研究的不斷深入，越來越多的耐藥機(jī)制被發(fā)現(xiàn)，然而目前尚無辦法阻止或逆轉(zhuǎn)DDP 耐藥?，F(xiàn)階段，研究多聚焦于circRNA 與NSCLC 耐藥的關(guān)系，相信隨著研究的深入，circRNA 在NSCLC 耐藥中的分子機(jī)制和潛能將被認(rèn)識(shí)，為逆轉(zhuǎn)DDP 耐藥提供新的思路。