circRNA在胰腺癌中的功能研究及潜在应用价值

2022-10-16 22:13井庆旭薛东波
胃肠病学和肝病学杂志 2022年2期
关键词:胰腺癌靶点靶向

胰腺癌是一种常见的恶性肿瘤,5年内其生存率仅6%

。现如今胰腺癌的首选治疗方式仍以手术治疗为主,但大多数患者起病隐匿,一经发现便已错过手术的最佳治疗时机

。因此,早发现、早诊断、早治疗是提升患者生存率的关键因素。随着研究的深入和对病理机制的探索,分子靶向治疗逐渐成为有效的治疗手段。非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)属于分子靶向药物重要的热点之一

。ncRNA是无蛋白编码潜力的RNA转录本,它们分为sncRNA(18~200 nt)、lncRNA(>200 nt)和circRNA

。大量研究已经证明miRNA和lncRNA在胰腺癌的诊疗过程中起重要作用。而circRNA由于其高度的保守性、稳定性及特异性逐渐成为近些年胰腺癌研究的热点话题。

1 circRNA基本特征

circRNA通过可变剪接或反剪接的方式直接连接线性RNA的5′端和3′端。根据其形成过程可分为内含子环化、外显子环化及内含子-外显子环化

。circRNA有许多特性,包括RNA环状扩增潜力、重组基因组信息顺序、不受外切酶的干扰以及限制RNA折叠等。其既可作为病毒和类病毒复制的模板,也可作为RNA加工的中间体。

本文介绍了螺柱焊焊接的基础知识,结合薄壁工件的焊接问题,通过影响因素分析提出了通过对焊枪限位及工件定位支撑的方式,改善薄壁螺柱焊的焊接质量。本文的不足是没有针对薄壁工件,进行磁场及热平衡进行建模分析及仿真,理论依据有限,这也是后续研究进一步完善的方向。

circRNA是一种由共价闭合环状结构构成的ncRNA,既无3′端聚腺苷酸化的尾部,也无5′端帽状结构。此种类型的结构更为稳定,能防止核酸外切酶将其分解,使其半衰期延长

。根据这种保守性,许多研究表明circRNA可作为一种稳定的生物标志物

。此外,从近些年最新的研究结果中发现,circRNA也可以实现对肿瘤发生发展的调控。其具备的miRNA结合位点,可以通过分子海绵吸附机制以及竞争内源RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)机制调控转录翻译进程

。circRNA也可以形成RNA-蛋白复合物,调控相关蛋白的表达

。部分circRNA其终止密码子具备一定的保守性,同时可通过宿主mRNA的起始密码子,使其与膜核糖体结合,形成可编码的蛋白质

2 circRNA与胰腺癌的研究现状

多项研究表明circRNA对胰腺癌的发生和发展起到关键性作用。Liu等

通过研究发现,ciRS-7会促进胰腺癌的发生,其可通过靶向miR-7进而调控EGFR/STAT3信号通路影响胰腺癌细胞的增殖。研究人员通过敲减circRNA_100782基因,可以有效地遏制BxPC3细胞的增殖。通过荧光素酶实验进一步证实了miR-124为circRNA_100782的直接靶点,其能够有效调控IL6-STAT3通路进而促进癌细胞增殖

。Ye等

发现,在人胰腺癌组织中表达显著上调的hsa_circ_0000069可靶向miR-1827从而提升STIL的表达量,加速胰腺癌的进展。此外,通过抑制SW1990细胞源性外泌体中hsa_circ_0000069的表达情况,可阻止正常胰腺细胞HPDE的恶性转化。Hao等

主要针对circ_0007534这一circRNA进行研究,发现其在胰腺组织中的癌变部位表达量较高。通过对circ_0007534的敲减和过表达后发现,circ_0007534的增加会显著促进胰腺癌细胞的增殖。若是有效控制circ_0007534的表达便可以有效遏制癌细胞的发展。Shi等

通过实验证实,在胰腺癌中,hsa_circ_001653的表达量远高于正常胰腺组织。通过沉默hsa_circ_001653可以抑制细胞活力、细胞周期进展、体外血管生成和侵袭性,呈现出促进细胞凋亡的作用。Gnanamony等

则首次利用miR-34a-3p和miR-34a-5p构建封闭环状哑铃形RNA(dumbbell RNA, dbRNA),其可有效阻断肿瘤组织的血管生成。

乔-彼得·威特金的作品离不开一道程序——对场景的精心布置。在这道程序中,一幅内心的图画、一幅幻象,找到对外表达的形式。那些著名的绘画大师的作品,其出发点往往与威特金的艺术创作一样:追溯着神话传说、童话故事与西方艺术史的传统。

在Qu等

的研究中可以看出,PANC-1、SW1990等胰腺癌细胞系的细胞质中的circRHOT1的表达量均高于对照组。circRHOT1能够通过分子海绵吸附原则抑制miR-26b、miR-382等miRNA的表达,进而促进癌细胞的扩散。Yang等

研究发现,has_circRNA_0007334通过内源竞争RNA机制调控hsa-miR-144,促进MMP7和COL1A1在RNA表达水平的提高,加速胰腺癌的侵袭速度。Li等

认为,胰腺癌细胞产生的外泌体可被人微血管内皮细胞(human microvascular endothelial cells, HUVECs)吸收,外泌体携带的circ-IARS特异性吸收HUVECs中的miR-122,并抑制其表达,减轻对靶基因RhoA的抑制。通过增加RhoA的表达水平,进而能够有效控制ZO-1的表达,同时提高F-actin的表达,增强HUVECs的通透性。circ-IRAS通过改变微血管内皮的通透性促进癌细胞的发展。Wong等

主要针对circFOXK2进行研究,通过研究发现该分子的升高会促进癌细胞扩散。此外,其还参与了细胞周期进展和细胞凋亡等。circFOXK2包含多个miRNA结合位点,充当miR-942的分子海绵,进而促进ANK1、GDNF和PAX6的表达。circFOKX2与YBX1和hnRNPK的相互作用增强了致癌基因NUF2和PDXK的表达。敲减circFOXK2降低了YBX1和hnRNPK与NUF2和PDXK的结合,进而降低了它们的表达。circFOXK2与YBX1和hnRNPK的复合物可促进致癌蛋白的进一步表达。

近年来,有研究已证实在胰腺癌化疗的过程中circRNA可通过ceRNA机制干扰miRNA表达,从而产生一定的耐药性

。Shao等

利用RNA测序技术分析了PANC-1以及对吉西他滨(Gemcitabine, GEM)耐药的PANC-1两种细胞,发现二者在circRNA谱中存在明显的差别。通过qRT-PCR进一步验证基因芯片检测到的差异表达circRNA在两种细胞间的表达情况,最终确定circRNA(chr14:101402109-101464448+,chr4:52729603-52780244+)为其最明显的靶标。过表达靶标circRNA,可增加正常PANC-1和MIA PACA-2细胞的耐药性,从而确定这两种circRNA可作为新的生物标志物和GEM无应答的潜在治疗靶点。在GEM耐药的胰腺癌组织中circHIPK3高表达。通过敲减circHIPK3可抑制增殖、侵袭和迁移,加速耐GEM的胰腺癌细胞凋亡。进一步实验发现,circHIPK3通过miR-330-5p调控RASS F1来促进对GEM的抗性。通过研究也能看出,circHIPK3可成为重要治疗靶点

由免疫细胞、炎症细胞、生长因子、细胞外基质和成纤维细胞共同组成其肿瘤免疫微环境

。Kong等

发现,circNFIB1在胰腺癌组织中表达上调,并与胰腺癌患者淋巴转移呈负相关。进一步实验证明,circNFIB1可作为miR-486-5p的分子海绵,部分逆转了miR-486-5p的致癌作用,从而上调PIK3R1的表达。通过抑制PI3K/Akt通路下调VEGF-C的表达,最终抑制胰腺癌中的淋巴管生成和淋巴结转移。研究人员发现,转染db34a的胰腺癌细胞的条件培养液可显著诱导小鼠巨噬细胞裂解液中IL-13、CCL5、CXCL12α等炎症反应因子的表达。相较于M2巨噬细胞,M1巨噬细胞与db34a的关系更为密切。db34a对巨噬细胞的作用机制有待深入探讨

。Ou等

通过实验证实,circ_000097通过调控miR-153的表达,进而靶向HIF1A和ADAM10调控HIF1A介导的胰腺癌细胞的免疫逃逸。Zhao等

发现,circ-UBAP2可通过显著影响CXCR4、SDC1、ZEB1以及HIF1A的RNA表达水平来影响M2巨噬细胞和T调节细胞,从而抑制抗原提呈并促进胰腺癌细胞的免疫逃逸。

根据2015年我国流行病学调查统计,胰腺癌发病率约为0.9‰,共计9.5万例/年,死亡率约为0.7‰,共计8.5万例/年

。现如今,在患者早期阶段的治疗中,主要通过手术切除的方式进行治疗。中晚期患者则以放化疗为主,以改善患者生存状况为治疗的首要目的。

目前胰腺癌的诊断主要依赖于CA19-9,超过70%的患者均有升高。但此标志物的早期敏感性较差,在早期的诊治中,只有40%左右的患者CA19-9水平会出现明显的升高

。因而特异性高并可用于早期诊断的生物学靶标亟待发现。具有共价闭环结构的circRNA分布广泛、细胞功能多样,具有相对稳定、丰度高、物种间进化保守等特点。通过相关研究可以看出,circRNA能够成为判断患者是否患有胰腺癌的重要标志物。在血液外泌体中,胰腺癌患者circRNA表达量较正常人明显升高,差异有统计学意义

。Shen等

通过对比胰腺癌患者和正常人的外周血和病理组织后发现,circ_001569在胰腺癌患者血浆和病变部位中的表达量明显高于正常对照组,其高表达还与肿瘤的转移和侵袭呈正相关,可作为胰腺癌患者诊断过程中的新靶标。Li等

发现,circ-IARS的表达量与肿瘤大小、分期等呈正相关,并与术后生存期呈负相关。Qu等

经基因芯片数据分析及qRT-PCR验证发现,hsa_circ_0001946、hsa_circ_0005397在胰腺癌组织中表达上调,hsa_circ_0006913、hsa_circ_0000257、hsa_circ_0005785、hsa_circ_0041150及hsa_circ_0008719则在胰腺癌组织中低表达,其可作为胰腺癌术后判断预后的预测性靶点。

经研究表明,hsa_circ_0002130通过分子海绵吸附机制,调控hsa_miR_4482-3p进而影响NBN形成互作网络。揭示了circRNA在胰腺癌细胞辐照再生中的潜在功能,其可作为潜在的治疗靶点

。has_circRNA_0007334可影响hsa-miR-144/MMP7轴,从而影响胰腺癌的预后

。circRNA chr7:154954255-154998784+可通过影响miR-4459/KIAA0513轴进而改变胰腺癌相关的胰腺星状细胞的发生与发展,可成为潜在的药物治疗靶点

。hsa_circ_001653可与miR-377结合,进而抑制HOXC6的表达。在缺乏hsa_circ_001653的胰腺癌细胞中,miR-377被其特异性抑制剂抑制可恢复细胞活力、调节细胞周期进展、促进体外血管生成。故hsa_circ_001653可作为胰腺癌潜在的治疗靶点

。Guo等通过研究胰腺癌及癌旁组织的circRNA谱发现,在肿瘤组织中,上调和下调的circRNA分别为128个和161个,提示circRNA可作为胰腺癌诊疗的靶点

。利用内含子-外显子排列构建的dbRNA,则可以有效阻碍PANC-1和MIA PaCa-2胰腺癌细胞系的血管生成。在斑马鱼血管生成模型中,其作用得到进一步验证,该方法有望成为构建抗癌药物的新方法

公平公正的判卷是保证考核评价改革效果的重要环节。改革前,期末考试往往由任课教师一人进行判卷,系主任进行审核但并未深究评分的“宽严”程度。改革后,期末试卷实行系主任负责的教师集体阅卷模式,开展评卷质量的自评和互评,尽量减少评卷的随意性,保证评分尽可能科学合理。

3 总结与展望

circRNA与胰腺癌的发生与发展显著相关。随着研究的深入,越来越多的circRNA被证明与胰腺癌的增殖、侵袭和转移密切相关。circRNA具有保守性、稳定性等特征,因此可作为诊断的重要依据。研究表明,circRNA与胰腺癌的临床分期存在关联,可作为胰腺癌预后评估的重要标志物

。为胰腺癌的早期诊断和治疗提供新的研究方向。同时也需注意,不同的circRNA在对于胰腺癌的调控作用可能完全相反。circRNA功能复杂、种类繁多,现阶段研究大多局限于分子海绵吸附机制,对于其调控RNA结合蛋白以及直接影响核糖体翻译蛋白的研究相对不足,其具体的调控机制仍有待探究。今后可以结合circRNA与RBP、核糖体翻译、肿瘤微环境等方面进行相关研究,有望在胰腺癌的诊断和治疗过程中寻找新的突破,以便改善患者的生存及预后。

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