史媛慧，曹玉涵

（1.皖南医学院内科学专业2020级硕士研究生，安徽 芜湖 241002；2.皖南医学院弋矶山医院肾脏内科）

环状RNA（circular RNAs，circRNAs）是一种非编码RNA，由于具有组织特异性、疾病特异性以及高度稳定性，近年来已成为研究热点［1］。circRNAs作为竞争性内源RNA（competitive endogenous RNA，ceRNA），其作用机制已在各种疾病中广泛研究，包括肿瘤、心血管、代谢性疾病以及阿尔兹海默病［2］等。有研究报道，circRNAs在肾脏疾病中起重要调控作用，如调控细胞炎症、增殖与凋亡等，并参与到肾脏疾病的发生发展，有望成为肾脏疾病领域的潜在标志物，为肾脏疾病诊治提供新的策略［3］。本研究针对circRNAs的一般特征、基因调控作用、与蛋白相互作用，及在肾脏疾病中的研究进展进行综述。

1 circRNAs的一般特征

circRNAs是一类不具有5′末端帽子和3′末端多聚腺苷酸尾的共价闭合环状结构的非编码RNA分子［4］。目前，根据circRNAs来源不同，主要分为三类：外显子来源circRNAs（exonic circRNAs，eircRNAs）、内含子来源circRNAs（circular intronic RNAs，ciRNAs）以及外显子-内含子共同衍生的circRNAs（exon-intron circRNAs，elcircRNAs）［5］。大多数circRNAs来源于外显子，主要在真核细胞的胞质中大量富集且高度保守。少部分内含子来源的circRNAs主要存在于细胞核中，发挥转录调控的功能。

circRNAs主要特征可以概括为：（1）普遍存在各种真核细胞中，包括人体心脏、肾脏、神经组织等，还可以在血液和各种体液中稳定存在［6］；（2）circRNAs的序列高度保守，不受核酸外切酶影响，相比线性RNA，表达更稳定且不易降解［7］；（3）和大多数非编码RNA一样，circRNAs通常不编码蛋白，但有少数circRNAs可编码多肽［8］；（4）大多数circRNAs在转录后水平发挥调控作用，但少数circRNAs对亲本基因有调控和翻译作用，在转录水平即可调控基因的表达［9］；（5）具有空间特异性，circRNAs在不同时间、不同组织以及不同疾病中，表达具有差异性［10］。因此，circRNAs差异性表达可能为疾病的诊断、治疗及预后提供依据。

2 circRNAs的生物学功能

2.1 circRNAs的基因调控作用 调节亲本基因的转录和翻译。目前已有研究发现circRNAs对其亲本基因具有调控转录和翻译的作用。研究发现elcircRNAs可与U1小核核糖核蛋白（U1 SnRNP）相互作用形成复合体，作用于RNA聚合酶Ⅱ，增强其亲本基因转录［11］。circRNAs序列上含有大量miRNA结合位点，当circRNAs与靶miRNA共定位于细胞质中，会引起circRNAs对miRNA吸附，即海绵作用［12］。miRNA海绵作用是circRNAs重要生物功能，目前研究最为广泛。Chen等［13］在肾细胞癌中发现circ RAPGEF5（cRAPGEF5）表达水平显著下调，与miR-27a-3p表达呈负相关，提示cRAPGEF5作为miR-27a-3p的海绵，可以直接靶向吸附miR-27a-3p。

2.2 circRNAs与蛋白相互作用 （1）蛋白海绵。circRNAs可以与RNA结合蛋白（RNA-binding proteins，RBPs）竞争性结合miRNA，充当蛋白海绵来调控靶基因的稳定性［14］。AUF1是一种富含AU元件的RNA结合因子，通过调控miRNA的稳定性参与肿瘤的发生发展机制。Tsitsipatis等［15］发现AUF1配体circ_PCNX与p21 mRNA竞争性结合AUF1蛋白，可阻止AUF1对p21 mRNA降解作用，增加p21 mRNA生成，从而抑制细胞增殖。（2）翻译蛋白。circRNAs大多数属于非编码RNA。然而，随着全基因组翻译分析和核糖体分析技术的迅速发展，发现circRNAs除了可以结合miRNA调控蛋白的合成，还可以直接作为蛋白的翻译模板。在原核生物中，circRNAs存在少量的开放阅读框系统，具有编码肽或蛋白的潜力［16］。而在真核生物中，circRNAs能够以不依赖帽结构和内部核糖体进入位点依赖性的方式直接翻译成蛋白［17］。（3）蛋白支架。有相关研究报道，某些circRNAs可作为蛋白支架，促进蛋白之间相互作用。Li等［18］的研究结果提示，circNDUFB2可作为蛋白支架，增强胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白（IGF2BPs）和TRIM25（属于E3泛素连接酶的TRIM家族）结合，促进IGF2BPs的泛素化和降解。（4）隔离和转运蛋白：circRNAs可以将蛋白隔离在亚细胞内或在亚细胞间转移蛋白。circ-Sirt1被证实在肿瘤坏死因子α诱导的血管平滑肌细胞炎症的过程中，促进NF-κB p65在细胞质中的滞留，抑制下游基因的活性，从而达到抑制血管炎症的作用［19］。迄今，关于circRNAs在隔离和转运蛋白相关领域的研究相对缺乏，仍需进一步探究。

3 circRNAs与肾脏疾病

慢性肾脏疾病（chronic kidney disease，CKD）是全人类面临的重大医学问题，我国人群中CKD的发生率为10.8%，严重危害人类健康［20］。目前circRNAs的研究已经取得了重大进展，发现circRNAs在正常组织和疾病中表达具有显著差异性，并且circRNAs的失调与各种疾病的发病机制有关［21］。相关研究表明circRNAs参与调节肾脏的炎症、凋亡以及纤维化等，已成为各种肾脏疾病的潜在生物标志物，并为肾脏疾病的治疗和预防提供新的研究思路［22］。

3.1 circRNAs与肾细胞癌（renal cell carcinoma，RCC） 近年来，随着非编码RNA研究的深入，越来越多研究证实circRNAs参与癌症的病理进程，在癌症中充当基因表达的调控因子。肾透明细胞癌 （clear cell renal cell carcinoma，ccRCC） 是RCC最具代表性的亚型。Xue等［23］发现在ccRCC组织及其相邻的正常肾组织中存在表达差异的circRNAs，circ-AKT3在ccRCC中下调最显著，circ-AKT3可通过结合miR-296-3p来调控E-钙黏附蛋白的表达，从而影响ccRCC的迁移。同样，Li等［24］的研究结果也提示，hsa_circ_0054537竞争性结合miR-130a-3p诱导细胞的增殖、凋亡，参与调节RCC进展。Liu等［25］发现，circPTCH1和miR-485-5p直接靶向基质金属蛋白酶-14，抑制circPTCH1的表达，可激活RCC细胞的上皮间质转化（epithelial mesenchymal transition，EMT）过程，促进RCC细胞增殖和侵袭。

3.2 circRNAs与急性肾损伤（acute kidney injury，AKI） 目前，大多数AKI的发病机制研究集中在circRNAs作为ceRNA参与疾病的发生发展。He等［26］研究发现，经脂多糖（LPS）诱导的AKI细胞模型中hsa_circ_0114428表达上调，hsa_circ_0114428敲低后可显著抑制LPS诱导的细胞炎症、凋亡以及氧化应激。此外，Cao等［27］在顺铂诱导的AKI细胞模型中发现hsa_circ_0114427表达上调。然而，也有研究发现，circRNAs在AKI细胞模型中表达下调。hsa_circ_0091702［28］和 hsa_circ_0068888［29］在LPS诱导的人肾小管上皮细胞（human kidney-2，HK2）中显著下调，这两种circRNAs过表达可抑制LPS诱导的HK2细胞损伤。

3.3 circRNAs与糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN） DN作为糖尿病患者最常见的微血管并发症之一，可导致慢性肾功能衰竭，最终进展至终末期肾病。DN主要的病理特征表现为系膜细胞的增殖及细胞外基质的累积［30］。研究提示肾脏来源的外泌体中circRNAs大量富集且稳定存在，且circRNAs的表达与DN进展相关。Bai等［31］研究发现高糖处理的系膜细胞、DN患者体液以及DN大鼠模型中，损伤肾脏来源的外泌体circ_DLGAP4表达增加，利用生物信息学方法预测miR-143为circ_DLGAP4靶点，ERBB3为miR-143的下游靶基因。进一步发现circ_DLGAP4作为miR-143海绵调节ERBB3，促进系膜细胞的增殖和纤维化，加速DN进展。然而，Wang等［32］研究发现DN细胞模型中circ_LARP4的表达下调，过表达circ_LARP4，系膜细胞增殖和间质纤维化减轻，延缓DN的进展。除上述circRNAs外，研究发现hsa_circ_0080425［33］和 hsa_circ_010383［34］也参与到DN发生发展，可能成为DN的潜在生物标记物。

3.4 circRNAs与狼疮性肾炎（lupus nephritis，LN） 系统性红斑狼疮是一种累及到多种脏器的自身免疫性疾病，LN是其最常见、最严重的并发症之一，也是患者死亡的重要病因。Zhang等［35］用测序方法建立LN患者肾组织中的circRNAs谱，对比正常肾组织测序结果，86个circRNAs显著下调，73个circRNAs显著上调。同时RT-qPCR验证，最终筛选出hsa_circ_0123190差异显著。进一步分析其生物学功能，hsa_circ_0123190对miR-483-3p的有吸附作用，提示hsa_circ_0123190有望成为LN的潜在生物标志物。然而，circRNAs在LN的研究报道有限，是否存在其他与LN相关的circRNAs，它们如何参与LN疾病发生发展以及潜在临床价值，仍需更多研究探索。

3.5 circRNAs与IgA肾病 （immunglobulin A nephropathy，IgAN） IgAN是我国最常见的原发性肾小球疾病，也是慢性肾炎中最常见的病理类型。目前，IgAN诊断仍依赖肾活检，而液体活检-尿液检测分析可提供整个泌尿系统的生物学信息，能够反映肾脏疾病进展［36］。Luan等［37］对IgAN患者的尿液外泌体进行测序，与健康对照者测序结果相比，筛选出表达差异明显的circRNAs。随着研究深入，发现IgAN患者中Y染色体circRNA chrY：15478147-15481229显著上调，可导致UTY蛋白表达异常，影响DNA甲基化，促进CD4+T细胞增殖以及促炎因子释放，刺激肾小球壁上皮细胞增殖，加重男性IgAN患者的肾功能损害，并增加其新月状形成的风险［38］。

3.6 circRNAs与肾脏炎症、纤维化 肾脏纤维化几乎是所有CKD进行性发展的最终结局，而炎症细胞浸润可作为活动性纤维化病变的共同特征［39］。在各种肾脏疾病中，巨噬细胞的累积与肾小管萎缩、肾小球硬化和肾间质纤维化程度显著相关［40］。Fu等［41］在单侧输尿管梗阻诱导的肾纤维化模型中，circACTR2海绵化miR-561，激活NLRP3炎症小体，促进巨噬细胞凋亡及炎症因子释放，炎症因子以旁分泌方式作用于肾小管上皮细胞，诱导EMT，促进纤维化的发展。同样，Wen等［42］研究结果也提示circACTR2可调节高糖诱导的HK2的炎症和纤维化。此外，转化生长因子-β1作为调节纤维化重要介质。Yi等［43］在转化生长因子-β1诱导和单侧输尿管梗阻诱导的小鼠肾脏纤维化模型中，circRNA_30032沉默后，增加miR-96-5p水平同时降低促纤维化蛋白的表达，从而减轻肾脏纤维化。

4 小结和展望

肾脏疾病发病率高，发病机制复杂。目前已有研究提示circRNAs广泛参与肾脏疾病的发生发展过程，并发挥重要病理生理学作用。目前，circRNAs在肾脏疾病中的研究更多的集中在生物标志物领域。然而，circRNAs具体如何在肾脏疾病发生发展中发挥调控作用及其分子机制，以及circRNAs如何降解和定位有待进一步阐明。此外，检测和定性circRNAs的方法仍存在局限性，不同的生物学检测方法之间可能存在误差和偏倚。circRNAs在组织、血液、尿液中均具有稳定性和表达特异性，这对于肾脏疾病的研究具有重要意义。现今，对于circRNAs的研究仍处于初始阶段，功能和特性还在不断探索中，其特异性和敏感性还需要进一步验证。随着研究深入，circRNAs可能为揭开肾脏疾病发病机制、诊断治疗及预后提供崭新的研究思路和思维视角。