Mol Cancer丨葉定偉團隊綜述環(huán)狀RNA在泌尿系統(tǒng)癌癥中的作用和機制
腎癌(RCC)、膀胱癌(BCa)和前列腺癌(PCa)是泌尿系統(tǒng)中嚴重威脅人類健康的三種主要腫瘤類型。泌尿系統(tǒng)腫瘤約占腫瘤總發(fā)病率的10%,前列腺癌占男性癌癥病例的29%。BCa患者有很高的復發(fā)率、易轉移,并且晚期或轉移性BCa患者預后較差。盡管在BCa治療方面已經有了許多改進,但疾病的早期診斷可能會帶來最好的患者預后。因此,識別新的腫瘤生物標志物是一個重要的和當前的臨床目標。環(huán)狀RNAs(circRNAs)的特點在于具有顯著的穩(wěn)定性、高豐度和進化保守性;許多circRNA被證明以組織特異性或細胞類型特異性的方式高表達,進而被譽為是一個很有前途的疾病生物標志物。
2023年3月,復旦大學上海癌癥中心葉定偉教授課題組在Molecular Cancer發(fā)表綜述The function and mechanisms of action of circular RNAs in Urologic Cancer。作者綜述了circRNA的特性及其功能,重點介紹了circRNA對腎癌、膀胱癌和前列腺癌的增殖、轉移、凋亡、代謝和耐藥性的影響。

一、circRNA的生物發(fā)生和功能
自1976年,circRNA露出神秘面紗后一直持續(xù)到現(xiàn)在,相關研究逐漸得到了廣泛的關注,并愈發(fā)熱烈。目前常見的circRNA環(huán)化模型是:直接背剪接、套索驅動的環(huán)化和RNA結合蛋白介導的環(huán)化。根據(jù)剪接方法可以將circRNA分類為EcircRNAs、EIcircRNAs、ciRNAs和tricRNAs四類。EcircRNAs主要位于細胞質內,EIcircRNAs和ciRNAs主要位于核內(如圖1)。
circRNA廣泛分布于體內,具有重要的生物學功能,主要體現(xiàn)在:
1.circRNA通過與RNA pol II或U1小核核糖核蛋白(U1 snRNPs)相互作用,增強其親本基因的轉錄和剪接;
2. 作為miRNA海綿;
3. 作為RNA結合蛋白;
4. 作為蛋白發(fā)揮功能的“腳手架”;
5. 作為調控轉錄和蛋白質翻譯的模板(如圖1)。

體內circRNA的異常表達與泌尿系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生顯著相關,已成為診斷和預后的潛在生物標志物,同時也成為開發(fā)新療法的靶點。而circRNA這一特點和應用不僅在泌尿系統(tǒng)中得到體現(xiàn),在其它臨床腫瘤表型以及腫瘤細胞系中均如此。近些年circRNA研究的不斷積累和發(fā)現(xiàn)讓越來越多的科研院校,三甲醫(yī)院和藥企逐漸將目光轉移到circRNA領域。但是circRNA體外生產、傳遞以及降低免疫原性的方法都是需要進一步開發(fā)和改進。
二、circRNA在泌尿系統(tǒng)腫瘤中的表達及生物學功能
circRNA在腎癌、膀胱癌和前列腺癌癥的生物發(fā)生中起著關鍵作用,參與這三種癌癥細胞增殖、凋亡、轉移、侵襲、上皮-間充質轉化(EMT)、代謝和耐藥過程,因此在相應的腫瘤組織和細胞中,circRNA特異表達并和臨床表型相關,圖2體現(xiàn)了circRNA通過不同的機制在三種癌癥中的靶向作用,以期為后續(xù)研究相關領域的科研學者提供參考。

circRNA對患者的預后也具有重要作用。較多的臨床數(shù)據(jù)顯示,circRNA的異常表達通常與泌尿系統(tǒng)癌細胞、癌組織狀態(tài)相關,并且與腫瘤分期及大小、轉移和預后不良相關。因此,部分與泌尿系統(tǒng)癌相關的circRNA可以是潛在的診斷和預后生物標志物。

三、小結
目前,circRNA在泌尿系統(tǒng)腫瘤中的臨床應用還未得到深入的探索,在真正進入臨床實踐之前,還需要進一步的研究。一方面,circRNA要成為一種被廣泛接受的生物標志物,還需要大量的樣本、多方面和第三方檢驗中心來驗證,目前。另一方面,關于circRNA在泌尿系統(tǒng)腫瘤中的生物學功能和分子機制還不夠完善,需要對更多的circRNA進行探索和總結。
不過,近年來,新的檢測技術的發(fā)展促進了我們對以前未知的circRNA的探索和理解。越來越多的circRNA被發(fā)現(xiàn)在泌尿系統(tǒng)腫瘤的生成中發(fā)揮重要作用。作者綜述了circRNA的生物發(fā)生、檢測方法和主要功能;并重點總結了circRNA通過不同的機制對腎癌、膀胱癌和前列腺癌中腫瘤增殖、轉移、凋亡、代謝和耐藥性的影響以及circRNA的一些潛在臨床應用。
展望未來,circRNA要想對臨床診斷和治療真正有用,就需要持續(xù)的驗證和開發(fā)。目前的研究不包括大量的臨床數(shù)據(jù),因此需要進一步的驗證。單細胞RNA-seq和基于CRISPR-cas的編輯最新的技術將對circRNA的研究提供幫助。除此之外,circRNA的體外制備技術也將為追求單一變量研究的諸多學者提供純品的circRNA。
原文鏈接:
https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-023-01766-2
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