环状RNA（circRNA）是一类单链、共价闭合的RNA分子。在从病毒到动植物中都会存在。与传统的线性mRNA 不同，circRNA 分子中不存在 5 cap 和 3 poly-A 尾。相反，分子两端之间的反向连接形成了环状结构，使其不受RNA外切酶影响，表达更稳定，不易降解。CircRNA 具有多种生物学功能，包括 充当转录调节因、microRNA 海绵、RNA 结合蛋白 (RBP) 海绵，通过与前 mRNA 剪接竞争的基因调控，以及外显子-内含子环状 RNA 的亲本基因调控。这些典型特征使其在疾病研究中的应用非常关注，特别是作为癌症诊断的潜在生物标志物。

  大规模的RNA分析表明，大约75%的人类基因组被转录成RNA，并产生数百万的RNA转录本。单个外显子的保留或跳过可以从一个pre-mRNA产生多个不同的mRNA，称为选择性剪接。当一个外显子的3端(剪接供点)与同一外显子的5端(单外显子环状RNA)或上游外显子(多外显子环状RNA)连接时，共价闭合外显子环状RNA就形成了。2013年，Jeck等人提出了circRNA形成的两种模型:套索驱动的环状化和内含子对驱动的环状化。在绳索驱动的成环中(图1A)，circRNA由剪接过程中产生的绳索中间产物形成。进一步的内部剪接反应或套链的脱支可导致几种不同的环状RNA转录本：仅来自外显子的circRNA(通常称为circRNA)、外显子-内含子circRNA (EIciRNAs)、和内含子circRNA (ciRNAs)(图1A)。

  内含子对驱动的成环是基于侧翼内含子的杂交，这使得两个剪接位点接近(图1B)。在许多情况下，侧翼区域内的互补序列(例如ALU重复元件)促进内含子杂交，从而介导外显子成环(图1B)。除了存在ALU元素外，circRNA侧翼的内含子通常比内含子的平均长度长。已有研究发现，在后剪接过程中，一个基因位点能够最终靠使用不同的剪接供体和受点产生多个circRNA。大约50%的表达circRNA的宿主基因产生单一的circRNA亚型，而其他基因产生更多。众所周知，Ttn基因能产生至少38种不同的circRNA。一般来说，较长的线性基因与较高数量的circRNA亚型相关。

  circRNA 研究的迅速增加归功于 RNA-seq技术的快速发展。在circRNA 测序流程中，从细胞或组织中提取的total RNA经过质检后，需要对total RNA 核糖体RNA进行去除处理（启衡星动物、植物通用型核糖体RNA去除试剂盒能大大的提升最佳的解决方案），然后，再用RNase R将线性RNA消化。链特异性文库的构建接着进行测序及数据分析（图2）。

  案例分享一：赵方庆团队揭示circRNA促进相的分离调控肿瘤发展分子机制

  赵方庆团队的研究报道了circRNA circVAMP3通过促进CAPRIN1蛋白相分离，在细胞内形成应激颗粒 （stress granules） 以阻止c-Myc mRNA的翻译，进而抑制肝细胞性肝癌 （HCC） 的发生发展。该工作首次证实了环状RNA能够最终靠发挥分子骨架的功能促进相分离形成，从而调控肿瘤的增殖与迁移过程，为恶性肿瘤的研究提供了新的分子标志物和治疗靶点。

  首先，该团队通过对20对肝癌及癌旁样本的RNA-seq数据进行挖掘，筛选到了在肝癌中表达显著下调且其母本基因变化不大的环状RNA——circVAMP3。circVAMP3由VAMP3基因的第3、4外显子通过反向剪接成环，具有与线基因截然不同的表达模式，并且与患者的预后显著相关。研究人员利用RNA干扰技术，通过体内外功能实验证明了circVAMP3具有抑制HCC细胞增殖和迁移的作用 （图3） 。

  其次，他们对circVAMP3调控肝癌发生的机制进行了深入探究。通过对circVAMP3互作分子的筛选发现，circVAMP3可当作分子骨架与CAPRIN1蛋白的RGG结构域结合，进而招募CAPRIN1-G3BP1复合物，导致蛋白聚集并发生相分离，在细胞中促进应激颗粒的形成。尽管先前的研究表明线性RNA可调控蛋白相分离过程，该研究首次证实了环状RNA也可通过聚集蛋白促进相分离的发生 （图4） 。

  图4. circVAMP3促进CAPRIN1蛋白相分离和细胞内应激颗粒形成

  随后，研究人员进一步发现circVAMP3通过抑制c-MYC蛋白的翻译，进而抑制肝癌细胞的增殖和迁移。通过共定位研究揭示了circVAMP3通过应激颗粒抑制c-Myc翻译的分子机制 （图5）。非常有意思的是，除了在肝脏中，circVAMP3在其他组织中 （如脑、胃、结肠、脾脏、肺、甲状腺、肾脏等） 也可以广泛表达，并且其在对应的肿瘤组织中表达量均发生下调。研究人员进一步对不同组织不同肿瘤细胞系对circVAMP3进行干扰实验，发现均能抑制肿瘤细胞的增殖和迁移，这提示circVAMP3广泛参与了不一样的肿瘤发生发展的普适性调控，以及其有几率会成为肿瘤研究共性靶标分子的潜力。

  图5. circVAMP3抑制c-Myc的翻译，并在其他癌症中发挥其抑癌功能。

  案例分享二：CircRNA分子circCAMSAP1在鼻咽癌组织中高表达，并通过SERPINH1/c-Myc反馈环路促进鼻咽癌的恶性进展

  熊炜教授团队通过对鼻咽癌组织RNA-Seq数据进行深入分析，发现环状RNA circCAMSAP1在鼻咽癌组织中高表达，细胞和动物模型证实circCAMSAP1可促进鼻咽癌细胞的增殖、侵袭和迁移；进一步分析发现circCAMSAP1可结合并稳定分子伴侣SERPINH1mRNA的3’非翻译区，促进SERPINH1的表达，高表达的SERPINH1蛋白结合c-Myc并抑制c-Myc的泛素化降解，c-Myc则促进一系列转移和增殖相关的癌基转录，最终增强鼻咽癌细胞的增殖和侵袭转移能力。此外，c-Myc也能促进CAMSAP1基因的转录，并通过剪接因子SRSF10促进CAMSAP1的前体RNA剪接生成circCAMSAP1，从而形成一个正反馈。

  特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。

  事发上海地铁！女子突然倒地，躺了10站未苏醒，被抬下列车…原因令人意外

  续命16-0！森林狼加时25分逆转雷霆 亚历山大39+10+8丢绝平三分

  北京启衡星生物科技有限公司是一家立足于生命科学领域，集研发、生产、销售于一体的生物技术公司。

  《编码物候》展览开幕 北京时代美术馆以科学艺术解读数字与生物交织的宇宙节律