circ-ZNF609在肿瘤中的表达及作用机制

刘 浪，赵俞乔，关沧海，胡增涛，王健岗，姜兴明

环状RNA(circRNA)由前体RNA通过首尾反向剪切形成，具有高度保守性、稳定性和时空特异性等特点，根据来源可分为外显子circRNA、内含子circRNA和外显子-内含子circRNA[1-2]。与mRNA相比，circRNA缺少5' 帽子和3' 末端多聚核苷酸尾，这种结构使circRNA十分稳定[3]。circRNA参与机体多种病理生理调控过程,且在诸多恶性肿瘤中异常表达并调控肿瘤恶性生物学行为，成为近年研究热点。circRNA锌指蛋白609(circ-ZNF609)是已知能够调控诸多肿瘤发生和发展的circRNA，本文就circ-ZNF609在肿瘤中的表达及作用机制综述如下。

1 circ-ZNF609概述

circ-ZNF609在circbase中编号为hsa-circ-0000615，定位于人类15号染色体[4]。有研究证实circ-ZNF609在神经元和血管内皮细胞中高表达，参与缺血诱导的视网膜血管功能障碍和青光眼诱导的视网膜神经变性，特异性沉默circ-ZNF609能减少视网膜血管丢失,同时抑制病理血管生成[5-6]。circ-ZNF609可在肌肉形成过程中编码蛋白并促进成肌细胞增殖[7]。circ-ZNF609在肝细胞癌、结直肠癌、胃癌和肾癌等肿瘤中均呈异常高表达，并且参与调控肿瘤的恶性生物学行为。

2 circ-ZNF609与肿瘤

2.1肺腺癌 肺腺癌是临床常见的肺癌亚型，早期诊断困难和有效治疗缺乏使其预后不尽如人意[8-9]。ZUO等[10]通过qRT-PCR检测发现肺腺癌组织中circ-ZNF609表达明显高于癌旁正常组织。CCK-8和流式细胞学检测结果表明，转染特异性siRNA外源性下调肿瘤细胞内circ-ZNF609表达后，肺腺癌细胞增殖能力明显下降，更多的癌细胞被阻滞在G0和G1期，并且发生凋亡细胞占比明显升高。生物信息学分析预测circ-ZNF609和miR-1224-3p以及miR-1224-3p和ets变体基因1(ETV1)存在靶向结合序列，随后双荧光素酶分析检测进一步证实这一结果。此外，沉默circ-ZNF609或过表达miR-1224-3p均能部分抑制ETV1对肺腺癌的促进作用。总之，异常高表达的circ-ZNF609促进肺腺癌的发生发展是通过miR-1224-3p/ETV1轴实现的。

2.2肝细胞癌 肝细胞癌是常见的消化系统恶性肿瘤，病死率较高[11]。LIAO等[12]通过qRT-PCR检测发现circ-ZNF609在肝细胞癌组织中表达水平明显高于正常组织。对转染siRNA-circ-ZNF609的肝细胞癌细胞进行Transwell小室和划痕实验，结果显示外源性下调circ-ZNF609可抑制肝细胞癌细胞的侵袭和迁移。生物信息学分析预测circ-ZNF609与miR-324-3p存在结合位点，RNA pull down实验证实二者可靶向结合。进一步研究发现，肝细胞癌细胞中高表达的miR-324-3p可以抑制致癌因子RAP2C的表达，而circ-ZNF609过表达可部分逆转这种抑制作用。综上所述，肝细胞癌中circ-ZNF609通过与miR-324-3p靶向结合，导致miR-324-3p下游致癌靶基因RAP2C高水平表达从而发挥促癌作用。

2.3胃癌 LIU等[13]对40例胃癌手术切除的胃癌组织及癌旁正常组织样本进行qRT-PCR定量检测，发现胃癌组织中circ-ZNF609表达明显高于癌旁正常组织，并且circ-ZNF609表达水平与胃癌分期及患者术后生存、淋巴结转移情况密切相关。外源性沉默胃癌细胞中circ-ZNF609的表达后发现胃癌细胞的侵袭和迁移能力明显下降；数据库分析预测circ-ZNF609与miR-145-5p存在结合位点，双荧光素酶分析检测证实二者可直接结合。此外，该研究团队指出，胃癌组织和细胞中miR-145-5p与circ-ZNF609的表达呈负相关；高表达的miR-145-5p通过直接靶向调控N-cadherin和E盒结合锌指蛋白来抑制胃癌细胞的上皮间质转化(EMT)。换言之，胃癌中高表达的circ-ZNF609通过miR-145-5p/CDH2/ZEB2轴促进胃癌细胞的EMT过程，进而增强胃癌细胞侵袭和迁移能力。

2.4结直肠癌 在结直肠癌中下调miR-150会增加神经胶质瘤关联癌基因同源物1(Gli1)的表达，从而促进结直肠癌的发展[14-16]。WU等[17]研究发现，结直肠癌组织中circ-ZNF609和Gli1表达明显高于癌旁正常组织；结直肠癌组织中miR-150呈低表达，且其表达水平与上述二者呈负相关。利用siRNA在结直肠癌细胞中外源性下调circ-ZNF609后，Gli1的mRNA和蛋白表达水平均下调，结直肠癌细胞的侵袭和迁移能力受到抑制。双荧光素酶分析检测联合RNA pull down实验证实circ-ZNF609和miR-150以及miR-150和Gli1存在靶向调控关系。上述实验结果表明，过表达的circ-ZNF609在结直肠癌中作为miR-150竞争性内源RNA(ceRNA)，吸附miR-150，进而阻断miR-150与下游靶基因结合，从而上调促癌因子Gli1的表达。

2.5肾癌 XIONG等[18]研究发现circ-ZNF609在肾癌组织中呈异常高表达，并且circ-ZNF609表达水平与肾癌肿瘤分期、组织学分级、血管侵犯、淋巴结转移及远处转移密切相关。通过转染siRNA外源性下调肾癌细胞内circ-ZNF609的表达后发现肾癌细胞的侵袭和迁移能力受到抑制。生物信息数据库starBase提示circ-ZNF609与miR-138-5p存在结合位点，RNA免疫沉淀(RIP)结果证实circ-ZNF609能够靶向吸附miR-138-5p进而下调其表达水平。进一步研究指出，过表达的miR-138-5p对下游靶基因FOXP4的抑制作用能够被上调的circ-ZNF609逆转。综上所述，circ-ZNF609通过吸附miR-138-5p抑制miR-138-5p对下游靶基因FOXP4的负向调控，进而增强肾癌细胞侵袭和迁移能力。

2.6前列腺癌 前列腺癌是男性常见恶性肿瘤，放疗和根治性手术是其重要临床治疗手段[19-20]。有报道显示circRNA可以通过糖酵解途径提高肿瘤抗辐射能力[21]。DU等[22]研究发现circ-ZNF609在前列腺癌细胞系中高表达，并且上调circ-ZNF609表达后前列腺癌细胞抗辐射能力明显增强。进一步研究前列腺癌中circ-ZNF609的促癌机制，发现circ-ZNF609可以作为ceRNA直接靶向吸附miR-501-3p，上调前列腺癌细胞中己糖激酶2表达，进而通过糖酵解途径增强前列腺癌细胞抗辐射能力。此外，JIN等[23]同样发现circ-ZNF609在前列腺癌细胞系中高表达并且通过circ-ZNF609/miR-186-5p轴调控前列腺癌增殖等恶性生物学行为。

2.7鼻咽癌 ZHU等[24]研究发现circ-ZNF609在鼻咽癌组织和细胞中高表达，并且其表达水平与肿瘤远处转移、分期及患者预后显著相关。生物信息学分析预测circ-ZNF609与miR-150-5p以及miR-150-5p与Sp1转录因子存在结合位点，RIP实验进一步证实这一推测；qRT-PCR检测发现miR-150-5p在鼻咽癌组织中表达明显降低；Sp1作为miR-150-5p的靶基因，在鼻咽癌组织中高表达并且起促癌作用；利用siRNA沉默鼻咽癌细胞内circ-ZNF609表达后Sp1表达显著下调，过表达circ-ZNF609对促癌因子Sp1表达的促进作用可被转染miR-150-5p mimic部分逆转。上述实验结果提示，circ-ZNF609对鼻咽癌的调控作用通过miR-150-5p/Sp1轴实现。有研究表明鼻咽癌中miR-188可通过靶向调控多种细胞周期蛋白使细胞停留在G1和S期[25]；E74样因子(ELF2)作为miR-188的靶基因，被证实在鼻咽癌组织和细胞中高表达，并且上调ELF2可促进鼻咽癌细胞的增殖和侵袭[26]。LI等[26]发现沉默circ-ZNF609能抑制肿瘤细胞增殖和侵袭，上调circ-ZNF609后miR-188表达明显下降。进一步的促癌机制研究发现，高表达的circ-ZNF609借助ceRNA途径阻止miR-188与靶基因ELF2 3' 端非编码区的结合，从而上调促癌基因ELF2的表达。

2.8乳腺癌 WAND等[27]通过对143例乳腺癌组织样本进行qRT-PCR检测后发现，与正常组织相比，乳腺癌组织内circ-ZNF609表达明显上调，并且circ-ZNF609异常表达水平与淋巴结转移、TNM分期和患者生存率密切相关。外源性沉默circ-ZNF609后乳腺癌细胞增殖、侵袭和迁移能力明显下降；异体移植实验结果显示沉默circ-ZNF609可抑制小鼠体内乳腺癌生长速度；生物信息学分析预测及双荧光素酶分析检测显示circ-ZNF609与miR-145-5p存在结合位点，p70S6K1是miR-145-5p下游靶基因；过表达的circ-ZNF609通过直接结合miR-145-5p进而上调下游促癌因子p70S6K1表达，从而促进乳腺癌发生和发展。

2.9横纹肌肉瘤 circ-ZNF609是人类原代成肌细胞生长的关键调节剂。circ-ZNF609在2种主要的横纹肌肉瘤亚型中高表达，即胚胎型和肺泡型。在胚胎型横纹肌肉瘤衍生的细胞系中，沉默circ-ZNF609可诱导细胞停滞在G1和S期及下调p-Akt蛋白、pRb/Rb的表达水平。然而，相比于胚胎型横纹肌肉瘤，circ-ZNF609在肺泡型横纹肌肉瘤中未引起类似的细胞周期阻滞效应。由此可见，低表达的circ-ZNF609通过抵消p-Akt蛋白酶体依赖性降解而发挥细胞周期阻滞作用[28]，但更具体的上下游分子机制有待后续深入研究。

总之，circRNA因结构稳定和成环机制复杂，且具有多种生物学功能，成为近年研究热点。circRNA在生物体内主要通过ceRNA机制与多种miRNA结合发挥各种调控作用。circ-ZNF609作为新发现的circRNA，能够调控机体诸多病理生理过程，并且促进多种肿瘤恶性生物学行为。相信随着研究的不断深入，circ-ZNF609在肿瘤发生和发展中的作用机制会被更清晰地揭示，从而为肿瘤早期诊断和临床治疗提供新的思路及靶点。