环状RNA:生物合成、功能及其在心血管疾病中的作用
2018-02-14胡杨兮油红敏荆清
胡杨兮,油红敏,荆清
1 环状RNA研究概况
细胞中的RNA可以分为编码RNA和非编码RNA两种类型。其中非编码RNA占98%以上,可根据功能、长度和结构不同细分为转运RNA(transfer RNA,tRNA,74~95bp)、核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA,121~5000bp)、小核RNA(small nuclear RNA,snRNA,100~300bp)、小核仁RNA(small nucleolar RNA,snoRNA,100~300bp)、指导RNA(guide RNA,gRNA,55~70bp)、微小RNA(microRNA,miRNA或miR,19~23bp)、piwi相互作用RNA(piwi-interacting RNA,piRNA,24~30bp)、小干扰RNA(small interfering,siRNA,21~25bp)、长非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA,>200bp,线性)和环状RNA(circular RNA,circRNA,>200bp,环状)[1]。
1976年,研究者首次从RNA病毒中检测到circRNA[2],最初被认为是线性RNA错误剪接的产物[3]而没有引起研究者的注意。近年来,随着高通量测序技术的成熟及应用,circRNA被发现与多种人类疾病的发生发展有关,其生物学功能也逐渐被揭示。如circITGA7可通过吸收miR-370,抑制其对靶基因NF1表达的下调,从而抑制结直肠癌的生长和转移[4]。在胰腺癌组织中的研究发现,circ_0006215可通过海绵机制下调miR-378a的表达,解除其对丝氨酸蛋白酶抑制蛋白A4(serine proteinase inhibitor A4,SERPINA4)基因表达的抑制作用[5]。小鼠中circ_015947同样可以吸收miR-188、miR-329、miR-3057、miR-5098和miR-683,调控小鼠神经元的缺血-再灌注损伤过程[6]。众多研究表明,circRNA可以通过充当miRNA海绵、竞争性结合信使RNA(message RNA,mRNA)、与蛋白质结合形成复合体等调控基因表达[7],在转录方面调控mRNA的剪接、翻译和降解,以及可以作为多种疾病的生物标志物等[7]。
circRNA分子的结构类似于一个封闭的环,不具有5'端帽子结构和3'端多腺苷酸尾部,因此不容易被核酸外切酶降解[8]。由于circRNA不具有多聚腺苷酸尾部,常规的RNA提取方法无法精确地对其进行提取,只有在提取总RNA后去除rRNA和具有多聚腺苷酸尾部的线性RNA才能大量富集circRNA[9]。随着生物技术的发展,现在人们广泛采用高通量测序和芯片分析方法大量而准确地检测circRNA。circRNA虽然表达丰度较低,但有时空特异性[10]。……
