七月份环状RNA研究主要进展汇总
刚刚过去的七月里，环状RNA研究如同居高不下的气温，火爆依旧。七月份环状RNA研究在功能模型及与疾病和生理活动相关性方面均有研究论文和综述文章发表。下面就让我们一起回顾一下七月份环状RNA研究都有哪些主要进展吧。
Javier T. Granados-Riveron和Guillermo Aquino-Jarquin 7月19日在Biochimica et Biophysica Acta杂志发表的讨论环状RNA表达多肽的综述论文，为环状RNA功能研究提供了新思路。
文中系统分析了已发表的各种环状RNA表达多肽的证据和线索。包括1984年，H. SCHELLEKENS等就曾在Nature上发表文章报道发现hepatitisδ virus（HDV）病毒的链环状RNA可以表达一条122个氨基酸的多肽。2014年，Tauqeer Ahmad发表于PNAS的一篇文章证明在水稻中造成水稻黄斑病变r的拟病毒ice yellow mottle virus (sobemovirus) (RYMV)利用环化后重叠密码子的机制在220nt的环状RNA表达生成16kD大小的蛋白分子！在哺乳动物系统以及体外实验中也发现了一些环状RNA可表达多肽的证据和线索。
图1 目前已知的环状RNA表达多肽的证据（来自(Granados-Riveron and Aquino-Jarquin, 2016)）
Cell子刊 Trends in Neurosciences 7月18日在线发表了南方科技大学陈炜教授与马普学会Erin Schuman联合撰写的综述文章，分析汇总了环状RNA在大脑组织中表达状态的研究进展。神经系统，尤其是中枢神经系统中环状RNA研究比较多，从目前报道的结果来看似乎神经系统中环状RNA的含量相对更丰富一些。本文作者正是针对这一特殊现象针对目前在神经系统中环状RNA的主要进展进行分析汇总。
有几大特征暗示环状RNA在神经系统中扮演着非常特殊的角色：
大部分环状RNA的表达丰度较低，但一些环状RNA的表达丰度较高，甚至超过了所对应的线性RNA的表达量。
环状RNA的表达特征呈现细胞类型和发与分化状态特异性的特征。虽然这些环状RNA所对应的线性RNA在不同类型的细胞中均有表达，但所对应的环状RNA表达谱特征有非常明显的差别。
有些环状RNA分子有高度保守的特征，甚至可以追溯到果蝇中都有同源性较高的环状RNA存在。这些特征暗示了环状RNA很可能存在目前尚未揭晓的重要功能。
图2 环状RNA伴随神经发育过程而富集（来自(You et al., 2015)）
环状RNA：脑组织中的神秘物质
7月23日，俄罗斯科学院的Lyudmila V. Dergunova教授在Neurogenetics杂志发表了综述，讨论了环状RNA在脑组织中形成机制和可能的作用问题。
文中以SGMS1基因的5’UTR区形成的环状RNA为例，讨论了环状RNA形成机制及可能的功能。
图3 SGMS1基因环状RNA形成机制模型 （来自(Filippenkov et al., 2016)）
环状RNA与人类疾病的关系：
放射抗性食管癌细胞中环状RNA表达特征：
7月28日，Journal of Translational Medicine杂志在线发表了温州医科大学第一附属医院金献测和谢聪颖并列通讯作者的研究论文，探索了放射抗性食管癌细胞中环状RNA表达特征(Su et al., 2016)。
作者在食管癌细胞KYSE-150 及诱导放射抗性株KYSE-150R细胞中筛选表达差异的环状RNA，发现了57种上调及17种下调的环状RNA，选择了9个环状RNA进行了QPCR鉴定，也做了GO和KEGG通路分析和miRNA binding分析。作者认为circRNA_001059 和circRNA_000167的作用网络最多，很有可能与食管癌细胞KYSE-150的放射抗性有关。
图4 放射抗性食管癌细胞特征性环状RNA分析 （来自(Su et al., 2016)）
CDR1as在肝细胞癌中具有癌基因功能：
7月8日，PloS One在线发表了哈尔滨医科大学第四附属医院朱丽影教授的研究论文，发现CDR1as在肝细胞癌中起到癌基因的作用(Yu et al., 2016)。
作者发现肝细胞癌中CDR1as存在上调的情况，基于文献报道，CDR1as是著名的miRNA Sponge功能分子，含有74个miR-7的竞争结合位点。因此，本文作者分别讨论了CDR1as和miR-7在肝细胞癌中表达情况及与肿瘤生长等指标的相关性，最终结果表明肝细胞癌中存在CDR1as上调，miR-7表达降低的情况。CDR1as通过竞争性抑制miR-7促进CCNE1和PIK3CD的表达。肝细胞癌组织中CDR1as表达量高于癌旁组织。
图5 CDR1as在干细胞癌中起到癌基因的作用 （来自(Yu et al., 2016)）
环状RNA与抑郁症的关系：
7月12日，Biomarkers in Medicine杂志发表了解放军一〇二医院张理义教授的研究论文，发现环状RNA hsa_circRNA_103636与抑郁症的关系(Cui et al., 2016)。作者利用环状RNA芯片针对30例抑郁症患者4周和8周后抗抑郁药物治疗后环状RNA表达变化情况进行分析，最终筛选到4个变化特征较明显的环状RNA分子，但只有hsa_circRNA_103636在8周治疗中表现为明显下降。因此作者认为外周血检测hsa_circRNA_103636表达可以作为候选的抑郁症标志物。
环状RNA与大脑多系统萎缩症的关系：
7月29日，Journal of Neurochemstry在线发表了新南威尔士大学Michael Janitz教授的最新研究论文，探索了环状RNA在大脑多系统萎缩症（multiple system atrophy，MSA）中的作用(Bei Jun Chen et al. 2016）。
作者发现了五种MSA相关的环状RNA：IQCK、MAP4K3、EFCAB11、DTNA 和MCTP1。这五种环状RNA在MSA病人的额叶皮层白质中特异性高表达，但它们所对应的线性RNA表达变化不明显。
图6 大脑多系统萎缩症病人额叶白质高表达环状RNA （来自(Bei Jun Chen et al. 2016））
环状RNA与系统性红斑狼疮的关系：
7月21日，安徽医科大学叶冬青教授在Experimental Cell Research发表综述，讨论了环状RNA与系统性红斑狼疮的关系(Li et al., 2016)。文中叶教授认为作为miRA Sponge的环状RNA或许与系统性红斑狼疮的发病过程存在密切联系，但目前尚缺乏直接证据。
参考文献：
Cui, X., Niu, W., Kong, L., He, M., Jiang, K., Chen, S., Zhong, A., Li, W., Lu, J., and Zhang, L. (2016). hsa_circRNA_103636: potential novel diagnostic and therapeutic biomarker in Major depressive disorder. Biomark Med.
Filippenkov, I.B., Kalinichenko, E.O., Limborska, S.A., and Dergunova, L.V. (2016). Circular RNAs-one of the enigmas of the brain. Neurogenetics.
Granados-Riveron, J.T., and Aquino-Jarquin, G. (2016). The complexity of the translation ability of circRNAs. Biochim Biophys Acta 1859, 1245-1251.
Li, L.J., Huang, Q., Pan, H.F., and Ye, D.Q. (2016). Circular RNAs and systemic lupus erythematosus. Exp Cell Res.
Su, H., Lin, F., Deng, X., Shen, L., Fang, Y., Fei, Z., Zhao, L., Zhang, X., Pan, H., Xie, D., et al. (2016). Profiling and bioinformatics analyses reveal differential circular RNA expression in radioresistant esophageal cancer cells. J Transl Med 14, 225.
You, X., Vlatkovic, I., Babic, A., Will, T., Epstein, I., Tushev, G., Akbalik, G., Wang, M., Glock, C., Quedenau, C., et al. (2015). Neural circular RNAs are derived from synaptic genes and regulated by development and plasticity. Nat Neurosci 18, 603-610.
Yu, L., Gong, X., Sun, L., Zhou, Q., Lu, B., and Zhu, L. (2016). The Circular RNA Cdr1as Act as an Oncogene in Hepatocellular Carcinoma through Targeting miR-7 Expression. PloS one 11, e0158347.
Bei Jun Chen, James D Mills, Konii Takenaka, Nicola Bliim, Glenda M Halliday, Michael Janitz.(2016). Characterization of circular RNAs landscape in multiple system atrophy brain. J Neurochem. [Epub ahead of print]