CircSMARCA5 在恶性肿瘤中的研究进展

金淑文，叶红，舒思楠，许梦梵，向宇恒

（1.三峡大学第一临床医学院，湖北 宜昌 443000；2.宜昌市中心人民医院，湖北 宜昌 443000）

1 CircRNA简介

20世纪70年代，人们首次在RNA病毒中发现了环状RNA(circular RNA，circRNA)[1]，由于早期研究技术的局限性，circRNA被误认为是剪辑错误后产生的无功能物质。随着基因测序和生物计算机技术的发展，人们开始对circRNA展开深入研究，从而发现circRNA是RNA剪接后由RNA聚合酶Ⅱ转录的功能产物，可以参与基因表达的调控[2]。与线性RNA 不同，通过外显子或内含子环化将5帽和多腺苷酸尾连接在一起形成的共价闭环结构是circRNA的重要特征。由于半衰期比线性RNA长，circRNA不易被R核糖核酸酶和核糖核酸外切酶降解，具有良好的稳定性。其分子功能包括充当microRNA海绵、调节转录和剪接、适应蛋白-蛋白相互作用等[3]。在细胞分化、生理稳态甚至肿瘤发生中都存在circRNA发挥的多种生物学作用。近年来，随着在恶性肿瘤中发现的circRNA数量不断增加，越来越多的证据表明，circRNA在肿瘤组织中异常表达、参与肿瘤进展过程，且与患者的临床结局和预后相关[4-6]。据报道，circEPSTI1通过海绵吸附miR-4753和miR-6809调控BCL11A水平[7]，促进乳腺癌细胞增殖和凋亡。在胶质母细胞瘤中，circNT5E作为海绵抵抗miR-422a调节细胞增殖、迁移和侵袭[8]。CircLARP4通过结合miR-424-5p和调控Hippo信号通路[9]抑制GC的生长和转移。因此众多circRNA已成为各类癌症分子生物标志物的候选者，有望用于疾病的诊断、指导治疗和预测转移、复发和预后，是医学研究中的新热点。

2 CircSMARCA5简介

CircSMARCA5[10-11]是来源于Smarc5基因第15和16外显子的环状RNA，是具有ATP依赖性和染色质重塑活性的SWI/SNF家族成员，通过各种机制如通过PARP1聚合酶结合聚ADP核糖基化、泛素化、去乙酰化和可能的甲基化等[12]，滑动和取代核小体发挥其催化能力，具有调节解旋酶和ATP酶活性、重塑染色质和促进Ⅱ类基因海绵吸附miRNA调节细胞增转录的作用[13]。已有文献表明circSMARCA5在肺癌、肝癌、胃癌、宫颈癌等多种癌症中均有表达下调并发挥抗肿瘤作用，本文旨在综述近年来文献中对circSMARCA5在多种肿瘤发生机制中的研究进展，以期为肿瘤性疾病的理论研究和临床诊断及治疗提供帮助。

3 CircSMARCA5在恶性肿瘤中

3.1 呼吸系统肿瘤

根据国际癌症研究机构[14]统计的2 0 1 8年全球癌症发病率和死亡率，肺癌是最常见的癌症诊断(11.6%)和癌症死亡的主要原因(18.4%)，且发病率正在逐步上升。其中非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)约占所有肺癌病例的85%[15]。由于诊断技术的不敏感，许多NSCLC患者被诊断时已经进展到晚期阶段，手术切除只适用于早期阶段的肺癌和明确部位的局部病灶，绝大多数患有晚期、复发或转移性癌症的患者5年总生存率(overall survival，OS)和无病生存率（disease free survival，DFS）极低。因此，更好地理解NSCLC发病机制对于早期诊断和改善NSCLC治疗至关重要。有研究人员[16]发现circSMARCA5在NSCLC组织和细胞系中下调，过表达的circSMARCA5可显著抑制NSCLC细胞系的增殖、迁移和侵袭，并抑制体内肿瘤生长。试验表明circSMARCA5通过分泌miR-19b-3p发挥其肿瘤抑制活性，而miR-19b-3p直接结合HOXA9并抑制其表达。这与Yu等人[17]的研究结论相符，重组R10-HOXA9蛋白可显著降低NSCLC细胞的侵袭和迁移率：在实验性转移小鼠模型中，重组R10-HOXA9蛋白可有效降低肺癌细胞的运动率。用重组R10-HOXA9蛋白治疗NSCLC细胞可显著增加E-钙粘蛋白的表达，R10-HOXA9能够抑制上皮-间质转化。由此可知circSMARCA5通过调节miR-19b-3p/HOXA9轴对NSCLC发挥肿瘤抑制作用。基于这些结果，circSMARCA5可能作为NSCLC的抑癌因子，进一步的探索对指导NSCLC的诊断和治疗具有重要意义。

3.2 消化系统肿瘤

胃癌（gastric cancer，GC）是世界上最常见的恶性肿瘤之一，尽管目前有一线治疗，GC患者的OS值仍然很低，早期诊断和系统治疗可显著提高GC患者的生存结局。目前确诊GC的金标准是胃镜检查，然而它的侵袭性相对限制了在初步诊断中的应用[18]。CEA和CA19-9也是临床常用的GC生物标志物，虽然应用广泛，但在GC早期敏感性和特异性均欠佳[19]。因此，改善GC的早期检测具有重要意义。Cai等[20]发现GC组织和细胞系中circSMARCA5表达下调，且circSMARCA5的表达与分化、淋巴结转移、血管浸润和AJCC分期显著相关。在进一步评估circSMARCA5对GC患者生存结局的影响时发现，低circSMARCA5表达与GC患者较差的OS和DFS相关。由此提出circSMARCA5 的表达水平是影响GC患者生存的独立预后因素。而功能试验显示上调circSMARCA5可抑制GC细胞的增殖、迁移和侵袭，而下调circSMARCA5可促进GC进展，这表明circSMARCA5在GC中表达降低并发挥了肿瘤抑制作用。且研究表明circSMARCA5在血液和组织中具有高度的稳定性，可以作为诊断GC以及判断预后的潜在生物标志物。然而circSMARCA5在GC中的表达模式和功能作用仍然是一个谜，有待进一步研究。

研究表明circSMARCA5 在肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）组织及血浆样本中表达显著下调，过表达circSMARCA5可抑制HCC细胞增殖、促进凋亡并抑制侵袭[21]。研究人员还发现，血浆circSMARCA5联合AFP诊断AFP低于200ng/mL的HCC时具有更高的准确性。因此，circSMARCA5可以作为HCC的潜在监测标志，尤其是AFP在临界值的HCC患者。Yu等[22]学者也证实，由于受到一种核RNA解旋酶DHX9的调节，circSMARCA5在HCC组织中的表达较低，且与肿瘤细胞的侵袭性显著相关，是HCC患者肝切除术后总生存率和无复发生存率的独立风险因素。体外和体内实验表明，circSMARCA5通过海绵吸附miR-17-3p和miR-181b-5p，进而促进肿瘤抑制因子TIMP3的表达，抑制肝癌的增殖和转移。

肝内胆管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC）是第二常见的原发性肝癌，尽管有手术和其他辅助疗法，OS值不高，且仍有大量患者因复发、淋巴结转移、血管侵犯、化疗耐药性增加等风险较高，长期生存较差。因此发现新的可以用于临床应用、提高长期治疗疗效的生物标志物是必要的。研究人员[23]发现circSMARCA5在ICC组织中相对于邻近组织下调，且circSMARCA5水平与ICC患者ECOG表现评分、TNM分期和CA199异常状态呈负相关，是ICC患者OS增加的独立预测因子。原因可能是circSMARCA5通过在ICC中充当miRNA海绵抑制细胞的增殖、迁移和侵袭，从而起到抑制ICC进展的作用，因此circSMARCA5表达水平与ICC患者良好的临床病理特征相关。然而这一推测有待进一步的细胞实验验证。进一步的功能实验显示circSMARCA5的上调不仅抑制了ICC细胞的增殖，而且增加了ICC细胞对顺铂和吉西他滨的化疗敏感性。研究者猜测circSMARCA5上调可能激活抗肿瘤基因(如TIMP3)的表达，也可能通过其定位基因(SMARCA5)提高DNA修复能力，获得对DNA损伤因子的抗性，从而减少耐药性的形成。总之，与circSMARCA5低表达的患者相比，高表达的患者的长期生存率更高。这提示circSMARCA5可能是监测ICC进展和预后的重要标志物，未来相关的分子机制研究将对ICC治疗存在深远的临床意义。

在结直肠癌的研究中，MiaoX等[24]发现circSMARCA5表达下调，并与预后呈正相关。生物学实验显示，circSMARCA5通过海绵吸附miR-39-3p上调基因ARID4B的表达而抑制肿瘤细胞功能从而抑制结直肠癌的进展，然而ARID4B调控CRC功能的下游因素仍未确定。此外，还有研究表明[25]circSMARCA5通过海绵吸附miR-552阻断Wnt和YAP1通路从而在直肠癌中发挥抗肿瘤作用。

3.3 泌尿系统肿瘤

前列腺癌（prostate cancer，PCa）是全球男性中发病率仅次于肺癌的癌症，而目前研究发现circSMARCA5在前列腺癌中作用的结论有所矛盾。与其在肺癌、肝癌等多种其他恶性肿瘤中所发挥的抑癌作用相似，有研究者[26]发现circSMARCA5可以海绵化miR-181b-5p和miR-17-3p促进TIMP3表达，进而抑制前列腺癌的恶性行为。然而，2017年孔哲等学者[27]发表的研究表明，circSMARCA5在前列腺癌样本中上调，且雄激素可以显著诱导circSMARCA5表达。后续功能实验提示circSMARCA5作为前列腺癌的致癌因素，可促进细胞周期进展，抑制细胞凋亡。董春辉等学者[28]在2020年进一步展开的研究也证实，circSMARCA5在PCa细胞中异常上调，加速了PCa细胞的增殖、转移和糖酵解。MiR-432[29-30]此前被证明在多种癌症中发挥肿瘤抑制作用，circSMARCA5正是通过海绵化miR-432上调PCa细胞中PDCD10的表达，逆转了miR-432积累对PCa细胞增殖,转移和糖酵解的抑制作用。研究者们猜测可以从circSMARCA5/miR-432/PDCD10轴突破，恢复miR-432的表达可能是PCa的潜在治疗策略。关于circSMARCA5在PCa中的机制研究仍待进一步验证。

膀胱癌也是泌尿系统的常见恶性肿瘤，一项回顾性分析[31]156例膀胱癌患者的术前临床病理特征及生存资料的研究显示：肿瘤组织中circSMARCA5上调，miR-432下调，两者表达水平呈负相关。CircSMARCA5高表达而miR-432低表达与膀胱癌患者晚期肿瘤特征（肿瘤多样性、大小、分期和淋巴结转移）及低生存期相关。

3.4 生殖系统肿瘤

乳腺癌是女性人群中最常见的癌症，也是癌症死亡的主要原因。在乳腺癌的研究中,研究人员[10]发现circSMARCA5在乳腺癌组织中显著降低，过表达的circSMARCA可以通过下调SMARC5提高乳腺癌细胞对顺铂和博莱霉素的药物敏感性。目前顺铂和博莱霉素化疗仍然是乳腺癌的标准治疗方法，而研究者们们通过其亲本基因SMARCA5的负调控，确定了circSMARCA5在体外和体内调控乳腺癌细胞DNA损伤修复能力和药物敏感性方面的关键作用，使其成为克服乳腺癌患者耐药性的一个有力靶点。这些发现具有很高的临床相关性。另外，乳腺癌患者血液样本中circSMARCA5明显低于对照组，而circSMARCA5是否可能作为评价乳腺癌液体活检的一个指标，还需要进一步的临床研究。

在女性癌症中发病率仅次于乳腺癌的第二大杀手就是宫颈癌（cervical cancer，CC），其发生的机制是一个复杂的过程，在多个阶段受到基因功能解除的调控，目前仍不明确。有研究[32]表明CC中circSMARCA5表达下调，其表达水平也与肿瘤分期有关。过表达circSMARCA5抑制CC细胞增殖、迁移和侵袭，并诱导细胞周期停滞。此外，CC组织中circSMARCA5与miR-620表达呈负相关，circSMARCA5可以与miR-620结合，并显著下调其表达。因此研究者们认为circSMARCA5/m i R-6 2 0 调节轴参与了C C 的疾病进展，circSMARCA5可能是一种潜在的生物标记物，能为CC提供有效的治疗靶点。

3.5 CircSMARCA5与其他肿瘤

除了上述肿瘤，circSMARCA5在其他类型肿瘤中也有研究。Barbagallo等人[33]发现circSMARCA5在多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme，GBM)组织中表达相对正常脑实质显著下调，且其表达水平与GBM组织学分级之间存在负相关，circSMARCA5低表达的患者总生存率和无进展生存率低于高表达患者，这表明它在恶性进展中具有潜在的负面作用。基于进一步的体内外数据，他们推测circSMARCA5可能通过调节RNA结合蛋白(RNA binding protein，RBP)，即剪接因子SRSF1（一种已知的参与细胞迁移正向调控的致癌蛋白[34]），来干扰GBM细胞的剪接。以往大多数研究将circRNA描述为miRNA海绵，认为circRNA可以作为RBP调节器的观点鲜见，然而该研究仅包括56例GBM样本，需要在更广泛的病例对照研究中进一步评估。另外，研究还发现从circSMARCA5是GBM细胞内促血管生成与抗血管生成VEGFA亚型比例的上游调节因子，是一种极具前景的GBM预后和前瞻性抗血管生成分子[35]。为了进一步描述GBM患者的分子表型，Barbagallo等人还分析了从GBM患者血清分离的细胞外小泡（extracellular vesicle，EV）中的circSMARCA5，发现circSMARCA5可能是GBM新的诊断性生物标志物[36]。GBM患者的血细胞尤其是血小板、淋巴细胞，可能导致血清EV衍生的circSMARCA5表达失调。将血清EV衍生的circSMARCA5与术前中性粒细胞与淋巴细胞（NLR）、血小板与淋巴细胞（PLR）和淋巴细胞与单核细胞（LMR）的比率（三种已知的诊断和预后GBM标记物）相结合进行多变量ROC分析，可以提高GBM的诊断准确性。

此外，在多发性骨髓瘤（multiplemyeloma，MM）的研究中，研究人员[37]发现circSMARCA5表达水平在MM患者中下调，且与较低的β2-MG水平和ISS分期、较好的预后相关，circSMARCA5通过直接海绵化miR-767-5p抑制MM细胞增殖，促进其凋亡。

4 小结与展望

CircRNA是一种非编码RNA，它显示了物种、细胞类型和发育阶段的特异性表达模式。人们一直在探索circRNA在检测疾病状态和基因治疗方面的潜在用途，由于其稳定性、组织特异性和在体液中的丰度等多种特性，circRNA已成为了解不同疾病及其进展的新工具，在未来可能作为各种疾病的潜在生物标志物。尽管circRNA表达的失调在几种类型的癌症中得到了强调，但大多数解除调控的circRNA在功能上直到今天仍不清楚。CircSMARCA5是circRNA家族的成员，研究表明circSMARCA5在癌症中异常表达，目前大部分研究表明它起肿瘤抑制因子的作用，如胃癌、非小细胞肺癌、肝癌等。但也有部分研究发现circSMARCA5在前列腺癌和宫颈癌中表达增强，提示其可能是这类肿瘤的致癌因素。CircSMARCA5在不同肿瘤中的表达模式和作用存在争议，可能与肿瘤发生的分子机制多样性有关，仍然需要更多的临床样本和试验数据去探索更明确的作用模式。本文综述circSMARCA5在多种癌症发展机制中的作用，为研究此类疾病的发病机制及临床诊疗提供思路。尽管circSMARCA5参与各类肿瘤疾病的具体机制尚不清楚，但随着生物信息技术的发展，circSMARCA5与肿瘤疾病之间的联系最终将被揭示，并成为一种新型治疗策略，为人类健康作出重要贡献。