胶质母细胞瘤相关circRNA的研究进展

沈仁波，李英夫，何伟明，王浩岩

1佳木斯大学附属第一医院，黑龙江佳木斯154000；2内蒙古民族大学附属医院

胶质母细胞瘤（GBM）在成人原发性脑肿瘤中的发病率及恶性程度最高，患者的生存周期只有12～15 个月［1］，临床亟需寻找及开发新的诊断和治疗策略。环状RNA（circRNA）是近年来发现的一类新的内源性非编码RNA，具有单链共价闭合环状性质，结构稳定，其表达具有组织特异性［2］，大多数circRNA 对限制性核酸内切酶具有抗性［3］。circRNA主要位于细胞质中，通过充当microRNA或蛋白质抑制剂（海绵）、调节蛋白质功能或自身翻译而发挥重要的生物学功能［4］。研究显示，在进展性喉癌［5］、结直肠癌［6］、肝细胞癌［7］、膀胱尿路上皮癌和肾透明细胞癌［8］、膀胱癌［9］、胃癌［10］组织中均存在差异表达circRNA。ZHU 等［11］在 GBM 组织中发现了 1 411 个差异表达circRNA，与下调circRNA 相关的富集通路有70 条，其中最重要的富集通路是神经营养因子信号通路。本研究将与GBM 相关的circRNA 进行总结，并分析其在GBM 中的相关作用，旨在为GBM 的诊断、治疗和预后判断提供参考。

1 表达上调circRNA

1.1 circMMP9 circMMP9 由 MMP9 的 第 12 和 13外显子形成，分子量为328 bp。与正常脑组织相比，circMMP9 在GBM 组织中的表达水平显著升高；过表达circMMP9 能显著促进GBM 细胞增殖，沉默cir⁃cMMP9可显著抑制GBM细胞增殖。研究显示，真核起始因子4A3（eIF4A3）诱导了circMMP9 的环化，从而增加了 circMMP9 表达；circMMP9 作为 miR-124 的海绵，通过调控miR-124 的表达而作用于CDK4 和AURKA 靶基因，从而参与GBM 细胞的增殖、侵袭和转移［12］。

1.2 circFOXO3 circFOXO3 在 GBM 组 织 中 的 表达明显高于正常脑组织，可以促进GBM 细胞的增殖和侵袭。circFOXO3 通过竞争内源性RNA（ceRNA）的作用靶点而黏附miR-138-5p 和miR-432-5p，增加活化 T 细胞核因子 5（NFAT5）表达，而 NFAT5 可被miR-138-5p 和miR-432-5p 直接靶向，从而发挥促肿瘤活性。研究显示，人体内circFOXO3 表达较低的GBM细胞可发展成侵袭性较弱的肿瘤，在GBM细胞中miR-138-5p/miR-432-5p 抑制剂可以逆转cir⁃cFOXO3下调对NFAT5表达的影响［13］。

1.3 circ0001801 circ0001801 主要在细胞质中表达，作为 miR-628-5p 的海绵，circ0001801 沉默后miR-628-5p 表达增强，而miR-628-5p 过表达可抑制GBM 细胞的迁移和侵袭；抑制miR-628-5p 可以使沉默的circ0001801 活性恢复，导致其对GBM 发生与进展过程的抑制作用减弱。另外还有研究发现，circ0001801 可通过黏附miR-628-5p 和改变HMGB3表达来调控GBM 细胞的增殖，并通过抑制GBM 细胞miR-628-5p 表达、增加HMGB3 表达，而促进GBM细胞的增殖、迁移、侵袭和转化［14］。

1.4 circPVT1 circPVT1 在GBM 组织中高表达，circPVT1 可 通 过下调 miR-199a-5p 而对 YAP1 和PI3K/AKT 通路发挥激活作用；沉默circPVT1 可通过上调 miR-199a-5p 而抑制 YAP1 和 PI3K/AKT 通路，且沉默的circPVT1 可抑制EGF 诱导的细胞间质转化［15］。circPVT1 在体外对胶质瘤细胞（U539、U251 细胞）均具有保护作用，沉默circPVT1 可通过促进 miR-199a-5p 表达，而降低 U539、U251 细胞的增殖和迁移能力，抑制EGF 诱导的上皮间质转化，从而加速细胞凋亡。

1.5 circ0043278 与人类正常星形胶质细胞相比，circ0043278 在 GBM 细胞系中呈高表达。circ0043278 作为 miR-638 的海绵，可上调 HOXA9 表达 ，从 而 激 活 Wnt/β -catenin 信 号 通 路［16］。circ0043278 沉默可显著降低 HOXA9、c-Myc、Cyclin D1 和 β-catenin 蛋白表达，此过程可以被 miR-638 逆转。另外，敲除circ0043278 可显著抑制体外GBM细胞的增殖、迁移、侵袭和体内肿瘤发生，表明circ0043278在GBM的发生中发挥肿瘤促进作用。

1.6 circASAP1 circASAP1主要分布在细胞质中，circASAP1在复发性GBM 组织和替莫唑胺耐药细胞株中的表达显著上调。过表达circASAP1 可促进GBM 细胞增殖和替莫唑胺耐药，下调circASAP1 可降低GBM 细胞耐药；在替莫唑胺处理后，circASAP1在替莫唑胺耐药的GBM 细胞和组织中高表达。EIF4A3 通过与circASAP1 下游侧翼序列结合，可提高 circASAP1 表达，而 circASAP1 作为 miR-502-5p 的分子海绵，可促进NRAS 基因表达；另外，miR-502-5p 可显著抑制 GBM 细胞增殖，circASAP1 下调可以有效恢复替莫唑胺耐药异种移植小鼠对替莫唑胺治疗的敏感性［17］。

1.7 circ0029426 与正常细胞相比，circ0029426在GBM 细胞系中的表达明显上调。qRT-PCR 检测和双荧光素酶基因报告实验结果显示，circ0029426只对miR-197 发挥调控作用，是miR-197 的海绵，但是该研究并没有对miR-197 调控的潜在下游靶点进行探讨［18］。目前 circ0029426 在 GBM 中发挥的致癌活性取决于其对miR-197的抑制作用，而miR-197在一些恶性肿瘤中被证实是一种抑癌miRNA。circ0029426 表达水平与GBM 患者的总生存率呈负相关，因此circ0029426 可能作为GBM 患者预后的独立预测因子［18］。

1.8 circ0067934 circ0067934在GBM 组织和细胞中的表达水平均显著升高，并可通过激活PI3K/AKT 信号通路来调控细胞增殖、侵袭［19］。抑制circ0067934 表达后，GBM 细胞 N-cadherin、vimentin蛋白表达均明显降低，表明沉默circ0067934 可降低细胞的上皮间质转化，同时GBM 细胞增殖、侵袭能力降低，细胞凋亡增加［19］。另外，circ0067934 表达较高的患者总生存期较短，可以用于预测患者预后。

1.9 circ0074027 在 GBM 细 胞 中 circ0074027 表达升高，circ0074027 在细胞中的异位表达可促进细胞增殖、迁移和侵袭，并减少细胞凋亡。circ0074027作为miR-518a-5p 的海绵，可下调GBM 组织或细胞中的miR-518a-5p 表达，并上调IL17RD 表达；而IL17RD 表达升高可促进 GBM 进展，circ0074027 通过调控miR-518a-5p/IL17RD 信号通路在GBM 的发生中发挥作用［19］。另外，circ0074027 上调水平与GBM 患者的临床病理参数有关，提示circ0074027在GBM发展过程中发挥促癌因子作用。

2 表达下调circRNA

2.1 circAKT3 circAKT3 是新发现的 AKT3 转录变异体，由AKT3 基因的第3 外显子到第7 外显子产生，全长524 nt，编码AKT3-174aa。与正常脑组织相比，GBM 组织中circAKT3、AKT3-174aa表达均降低，导致PDK1 磷酸化并激活AKT 的thri-308，最后mTOR 依次磷酸化 seri-473 位点，充分激活 AKT［20］。恢复AKT3-174aa 表达可抑制体内外GBM 细胞增殖、侵袭和转移，因此AKT3-174aa可作为PI3K/AKT信号通路的一种新型负调控因子［21］。

2.2 circ0001946 circ0001946可通过circ0001946/miR-671-5p/CDR1信号轴参与调节GBM的进展，过表达的circ0001946可抑制miR-671-5p表达，从而抑制GBM 细胞增殖、迁移和侵袭［22］。circ0001946 可通过靶向 miR-671-5p 促进 CDR1 表达、减少 GBM 细胞转移，同时可以抑制增殖细胞抗原Ki67 表达，具有降低肿瘤恶性程度及改善患者预后的潜在作用。

2.3 circSMARCA5 circSMARCA5 是一种由269个核苷酸组成的circRNA，在人脑中高度富集。circ⁃SMARCA5 在GBM 细胞中的表达降低，可抑制GBM细胞迁移，但不会改变其增殖能力；circSMARCA5可能通过破坏GBM 细胞的剪接，特别是通过调节丝氨酸和精氨酸丰富剪接因子1（SRSF1）并作为SRSF1 的海绵，参与负向调节 GBM 细胞的迁移［23］。研究显示，circSMARCA5 可以与SRSF1 产生相互结合作用，导致血管内皮生长因子A（VEGFA）前mRNA 剪接产生的促血管生成亚型和抗血管生成亚型比例发生变化，是一种极有研究前途的抗血管生成分子［24］。

2.4 circCDR1as circCDR1as 可以通过一种独立于miRNA 海绵的机制而阻止p53 蛋白泛素化，从而稳定p53 蛋白表达。circCDR1as 通过竞争性抑制直接与p53 的DBD 结构域相互作用，从而破坏p53/MDM2复合物形成。circCDR1as可在DNA损伤诱导下保留p53功能，从而保护细胞免受DNA损伤。值得注意的是，circCDR1as在体内和体外均可抑制肿瘤细胞生长，但对p53 缺失或突变的细胞影响不大［25］。circCDR1as 表达随着GBM 分级的升高而降低，并可作为GBM患者总生存时间的独立预测因子。

综上所述，circRNA 是GBM 发生的重要调控因子，可作为内源性RNA 或miRNA 海绵竞争性抑制miRNA，从而改变靶基因表达并参与GBM 的发生发展。虽然circRNA 在GBM 发生和预后中的确切作用尚不清楚，但推测circRNA 的异常表达及其在肿瘤中的偏态分布可能是普遍现象，不同的circRNA在GBM 细胞和组织中表达上调或下调，通过不同的作用机制发挥作用。