徐桂华，赵柯郁，王潇，申杰

内蒙古自治区人民医院1科研处对外合作与成果管理办公室，2科研处临床医学研究中心，3神经内科，呼和浩特 010017

肺癌、乳腺癌和结肠癌是女性中常见的三大肿瘤；其中，乳腺癌病死人数达到41 760例，占2019年肿瘤病死人数的15%，位居第2位，其5年相对生存率为90%[1]。尽管乳腺癌的防治策略加强，早期诊断和治疗有所提高，致死率下降，但由于乳腺癌发病机制复杂，乳腺癌的分子特征和患者临床表现多样，致使患者预后存在广泛不一致，无法达到预期效果。因此，研究乳腺癌进展的分子机制，发现早期诊断生物标志物和新颖的治疗靶点，对乳腺癌进行更有效的治疗具有重要意义。

环状RNA（circRNA）是不同于线性RNA分子的一类新的闭合环状RNA，于1976年在RNA病毒和高等植物的单核细胞中被首次发现[2]，随后于1979年在真核细胞中也被发现[3]。但早期发现的circRNA一直被认为不具有功能性，随着RNA测序技术及生物信息学的发展，circRNA的功能性才开始逐渐被发现及深入研究[4]。随着对circRNA研究的深入，发现其与心脑血管、神经退行性病变及肿瘤等多种疾病相关[5]。而且研究表明，circRNA在乳腺癌的发生发展过程中发挥着重要作用，并因其具有高度保守性和组织特异性，具有成为筛查乳腺癌肿瘤标志物的潜力[6]。因此，本文就circRNA的结构与功能、circRNA与乳腺癌相关性及化疗抗性进行综述，旨在探讨circRNA在乳腺癌中的重要作用，为提高乳腺癌的早期诊断率，优化乳腺癌的有效治疗提供理论依据。

1 circRNA结构与功能

1.1 circRNA 的合成及结构特征

circRNA是由前体信使RNA（pre-messenger RNA，pre-mRNA）反向剪切，3'和5'端剪切域以共价键形成的新型长链非编码闭合环状RNA，不易被核酸外切酶降解，具有序列保守性和组织特异性[7-10]。目前发现的circRNA，根据其在基因组中的来源及其构成序列的不同，主要可以分为以下3类：外显子来源的circRNA（exonic circRNA，ecircRNA），内含子来源的circRNA（circular intronic RNA，ciRNA）以及由外显子和内含子共同组成的circRNA（exonintron circRNA，EIciRNA）[11]。

1.2 circRNA 的功能

研究表明，circRNA的生物学功能类似内源竞争RNA（competing endogenous RNA，ceRNA），ceRNA通过微小RNA应答元件（miRNA response element，MRE）完成的，ceRNA具有数量和种类不等的MRE，可以竞争性地结合miRNA，降低miRNA对其靶基因的抑制作用。circRNA上存在多个miRNA的互补结合位点，可结合miRNA，以减少miRNA对靶基因的负性调控[12-13]。一类circRNA为小脑退化相关蛋白1反义转录物（antisense to thecerebellar degeneration-related protein1 transcript，CDR1-AS），在乳腺癌中可以特异性结合miRNA-7，并调控其基因表达[14]，circHIPK2、circBIRC6 等都具有与CDR1-AS相似的功能，竞争性结合特定的miRNA调控其基因表达[15-16]。虽然大多数circRNA可以调控miRNA基因表达，但一些circRNA还能顺式或反式调控基因转录。Li等[17]研究发现，EIciRNA主要定位于细胞核，与U1小核糖体蛋白（U1 small nuclear ribonucleic protein，U1 snRNP）相互作用并促进其亲本基因的转录，揭示了circRNA在调控细胞核基因表达中的新作用。

由于circRNA因其环状结构不具有3'和5'端，且无编码蛋白基因，所以最初认为其也不具备编码多肽链的功能。但目前研究表明，多数circRNA来源于编码基因和全外显子，也可以翻译并编码蛋白质[18]。研究表明，circRNA内部插入核糖体进入位点，就能与真核生物40S亚基结合，开始翻译过程[19]。丁型肝炎病毒的circRNA在感染的真核细胞中可以编码丁型肝炎病毒抗原[20]。circ-ZNF609是一种circRNA，与多聚体有关，并以剪接依赖和帽无关的方式翻译成蛋白质，提供了真核生物中circRNA编码蛋白质的示例[21]。circRNA能够直接参与蛋白质翻译，这对circRNA为非编码RNA的定义提出了质疑的同时，也赋予了circRNA更多的生物功能。

2 circRNA 与乳腺癌的相关性

随着高通量测序的发展，包括乳腺癌在内的多种肿瘤组织发现circRNA，且circRNA的表达存在差异，正常乳腺癌组织比肿瘤组织中含有较多数量的circRNA[22]。Yin等[23]检测乳腺正常及肿瘤组织，发现41种circRNA差异表达，其中19种circRNA高表达和22种circRNA低表达，表明circRNA与乳腺癌具有相关性，具有早期诊断和筛查的潜力。Zheng等[24]从正常组织和乳腺癌组织中核糖体缺失的RNA测序数据中检测出至少27 000个circRNA且差异性表达，进一步研究证明由premRNA产生的circRNA在人类肿瘤细胞中具有调节作用。因此，circRNA在乳腺癌中的作用得到更多关注，成为当前乳腺癌研究领域热点。

2.1 circRNA 与乳腺癌的发生发展

Tang等[25]研究显示，高通量测序技术筛选了乳腺癌组织中1705个circRNA表达异常，其中hsa_circ_0001982在乳腺癌组织和细胞系中明显高表达，基因敲除hsa_circ_0001982抑制乳腺癌细胞增殖和侵袭，诱导细胞凋亡。circRNA中的hsa_circ_0008717在乳腺组织中表达显著升高，并将其命名为circ-ABCB10，将其敲除抑制乳腺癌细胞增殖和凋亡，circ-ABCB10通过对miRNA-1271的免疫调节作用，为乳腺癌发病机制提供了新的认识[26]。circIRAK3是一种新的circRNA，在转移性乳腺癌细胞中表达增加，circIRAK3能促进乳腺细胞迁移和侵袭，但不影响乳腺细胞增殖、集落形成和细胞周期进程，circIRAK3与miRNA-3607结合，会增强叉头框蛋白C1（forkhead box C1，FOXC1）表达，进而促进乳腺癌细胞的体内转移[27]。Lu[28]研究显示circ-FoxO3是一种circRNA，能够上调叉头框蛋白 O3（forkhead box O3，FoxO3）水平的表达，FoxO3在乳腺癌进展中起重要作用。

2.2 circRNA 与乳腺癌的诊断与预后

早期诊断出的肿瘤多数可以被治愈。乳腺癌由于病理机制复杂且多样，目前使用的乳腺癌的检查方法如计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）和组织病理学检查是有创的、昂贵的，因此急需探究新的微创、价优的乳腺癌诊断方法。此外，预后评估在早期干预不良预后因素及延长肿瘤患者的预期寿命方面也发挥着重要作用。最近研究表明，circRNA参与乳腺癌的多种病理过程，具有多样性、高表达丰度、稳定性、特异性、普遍性和保守性等特点[29-34]，展现了临床上作为乳腺癌诊断和预后生物标志物的潜力。

研究构建circRNA全基因组图谱，1155个circRNA在乳腺癌中差异表达，715个高表达，440个低表达；采用实时定量聚合酶链反应进行验证发现，乳腺癌组织中hsa_circ_u103110、hsa_circ_u104689和hsa_circ_u104821水平特异性升高，而hsa_circ_u006054、hsa_circ_u100219和hsa_circ_u406697水平特异性下降；hsa_circ_006054、hsa_circ_100219和hsa_circ_406697联合检测时，乳腺癌患者的手术特征曲线下面积为0.82（95%CI：0.73～0.90），表明circRNA在乳腺癌中差异表达，并且在致癌过程中起重要作用，因为circRNA在诊断乳腺癌的临床应用中的巨大潜力[6]。微阵列分析和实时定量聚合酶链反应证实了一种称为circGFRA1的circRNA在三阴性乳腺癌中高表达；Kaplan-Meier生存分析显示高表达的circGFRA1与较低的生存率相关，circGFRA1基因敲除抑制三阴性乳腺癌细胞增殖和促进其凋亡[35]。低氧对乳腺癌细胞增殖起关键作用，对低氧诱导后的乳腺癌细胞进行检测，在低氧诱导因子1α（hypoxia-inducible factor 1α，HIF-1α）调控下一种称为circDENND4C的circRNA高表达，在使HIF-1α表达沉默后circDENND4C表达量降低，抑制乳腺癌细胞的增殖，在直径较大的乳腺癌中circDENND4C表达水平更高[36]。通过检测乳腺癌外周血发现circRNA表达异常，在更大队列研究中发现，hsa_circ_0001785具有更好的诊断价值且具有较高的诊断准确性；此外，血浆中hsa_circ_0001785表达水平与组织学分级、TNM分期和远处转移密切相关[23]。Xu等[37]通过从乳腺癌组织的circRNA微阵列中发现circ_0005230高表达与乳腺癌患者预后不良有关，circ_0005230具有促进乳腺癌细胞生长、迁移和侵袭能力，表明circ_0005230可作为乳腺癌患者预后标志物。Wang等[38]研究表明，circRNA中一种新的hsa_circ_0001846在三阴性乳腺中表达显著升高，hsa_circ_0001846的高表达与肿瘤大小、TNM晚期、淋巴结转移和不良预后密切相关。因此，circRNA是乳腺癌诊断与预后的重要生物标志物，是潜在的治疗靶点，为乳腺癌的诊断和治疗提供了新的视角。

2.3 circRNA 与乳腺癌的化疗抗性

化疗是乳腺癌患者临床治疗的有效策略，化疗药物如多柔比星、紫杉醇、5-氟尿嘧啶和环磷酰胺等[39]。但由于患者对化疗药物产生抗性，导致治疗效率降低甚至失败。因此，明确引起乳腺癌患者化疗抗性的分子机制至关重要。研究发现，从多柔比星耐药MCF-7乳腺癌细胞（MCF-7/AMD）中获得3093个circRNA微阵列序列表达谱，鉴定出18个circRNA在MCF-7/AMD中差异表达，并用实时定量逆转录聚合酶链反应进行验证；生物信息学分析显示，MCF-7/AMD中特异表达hsa_circ_0006528且通过circ-miRNA-7-5p-Raf1通路来调节乳腺癌的化疗抗性[40]。这同时也为乳腺癌的治疗提供了一个新的有希望的方案。

3 小结

目前，多种方法可以检测circRNA的表达并研究其功能，其中高通量RNA测序和微阵列技术的运用筛选出了乳腺癌中差异表达的circRNA，明确其在乳腺癌中的发生发展、诊断预后和化疗抗性的病理机制。因此，针对乳腺癌的circRNA靶向治疗策略有望为治疗乳腺癌提供一个新视角，为进一步实现乳腺癌早期诊断、高效治疗、改善预后提供新的依据和方案。