【circular RNAs研究】外泌体与癌症诊断

过年七天乐，欢乐的时光总是过得很快，转眼春节假期就结束啦，小伙伴们应该也陆续回到工作岗位了，小编在此恭祝大家猴年工作顺利，万事如意！开年第一篇，小编为小伙伴们准备了关于外泌体的相关研究。

Circular RNAs(circRNAs)是近年来发现的，最新的一类可能具有广泛调控功能的非编码RNA。由于其封闭成环的特性，我们很容易就联想到，circRNAs是否可以作为临床癌症诊断的biomarker呢？今天，小编通过一篇发表在《cell research》上的文献告诉您，circRNAs作为癌症诊断的biomarker是可行的。

研究背景

circRNAs是一类广泛存在的内源性非编码RNA，近年来的研究表明其可以调控哺乳动物的基因表达。在不同的细胞类型和发育阶段，circRNAs都稳定存在。由于其结构的特点和潜在的调控功能，circRNAs是这两年，乃至未来几年RNA领域研究的热点。外泌体是细胞分泌的一类小膜囊泡。外泌体中包含了很多特异性的蛋白，mRNA和miRNA，可调控外泌体接收细胞的功能行使，是理想的疾病诊断biomarker候选。那么，外泌体中有circRNAs存在么？血来源外泌体中能检测到稳定存在的circRNAs么？外泌体中的circRNAs可作为疾病诊断的biomarkers么？该文章的精彩研究结果向我们一一解答了这些问题。

1外泌体中有稳定存在的circRNAs么？

研究人员首先对肝癌细胞MHCC-LM3和该细胞系中提取的外泌体进行了circRNAs的RNA-seq，分别鉴定到5484和6751个circRNAs分子。同时，外泌体中的circRNAs表达丰度是细胞中的2倍以上（表达丰度高是能否进行检测的首要条件）。qPCR验证显示7个中有5个circRNAs能验证出来。此外，exo-circRNA与细胞中circRNA的相关性也不是很明显（r=0.43），暗示着外泌体中的circRNAs可能是被精确调控的。

为了进一步的验证外泌体中circRNA的表达丰度，研究人员用RNase R-treats样本进行了RNA-seq。结果显示，在外泌体中，circRNA相对于其线性RNA的表达丰度是细胞中circRNA相对于其线性RNA的表达丰度的6倍以上，表明外泌体中的circRNA相比线性mRNA来说表达更高。同时，为了进一步验证circRNAs在癌细胞系外泌体中的普遍性，研究人员分别对大肠癌，肺癌，胃癌，乳腺癌和子宫癌细胞系来源外泌体进行了qRT-PCR 验证，充分说明了癌症外泌体中circRNAs的广泛存在性。由于circRNA可以结合miRNA，而外泌体中有广泛存在着miRNAs。因此，研究人员在外泌体中分析了circRNA和miRNA的表达关系。结果显示，miR-7 mimics细胞系外泌体中CDR1as表达显著降低。该结果表明，外泌体中的circRNAs表达可能受到来自miRNA的表达影响。

因此，第一部分的结果解答了一个重要的问题：外泌体中存在着特异性稳定的circRNAs。

2血清外泌体中很检测到circRNAs么？

用于临床诊断检测最理想的检测材料是血来源样本，那么，血清中的外泌体是否也能检测到circRNAs呢？（血液检测是无创诊断的理想方式）通过对3个健康个体的血清分离外泌体，RNA-seq检测exo-circRNAs，鉴定到1215个circRNAs。数据库比对显示，有90% circRNAs包含蛋白编码的外显子。分析统计显示大部分的血清来源exo-circRNAs小于1000 nt，平均为350 nt。进一步的验证表明，circRNAs可以抵制RNase R 外切酶的消化。因此，人血清外泌体中是包含稳定存在的circRNAs的。

3疾病状态下，能检测到特异性表达的circRNAs么？

接下来的问题是，肿瘤疾病中能检测到特异性的exo-circRNAs么？通过将MHCC-LM3癌细胞移植裸鼠7周后，抽取血清，提取外泌体检测circRNA后发现，CDYL circRNA稳定存在。同时，exo-circRNA的丰度与肿瘤的质量有高度相关性。因此，疾病状态下能检测到exo-circRNAs。为了验证其临床运用的可能性，研究人员对11个直肠癌的病人混合血清样本进行了RNA-seq。相比正常人，有67个circRNAs没检测到，但是新发现了257个circRNAs。其中有53个circRNAs中的48个母基因在CRC组织中也是明显上调的。qRT-PCR验证表明，circ-KLDHC10在肿瘤患者血清中表达显著上升（疾病中特异性的表达是诊断的前提）。因此，通过检测病人的血清外泌体circRNA，用于疾病诊断是可行的。

研究结论

该研究表明，外泌体中存在着丰富且稳定的circRNAs。同时，在肿瘤病人中，通过检测血清外泌体中的circRNAs可以将病人和正常人区分开来。因此，将circRNAs作为临床诊断的biomarkers是可行的。该研究为circRNAs用于精准医疗诊断的可行性提供了依据。相信在不久的将来，我们会看到circRNAs在临床诊断上的广泛运用。

文章来源：基因芯片知识屋