九月份环状RNA研究主要进展汇总
刚刚过去的九月份环状RNA研究依然火热，九月份与环状RNA相关的研究论文和综述共计 篇，论文数量方面高于八月份。本月的论文以综述论文为主，可见世界上各位同行们正在努力总结和思考环状RNA主要进展及下一步研究的计划等问题，下面我们就一起回顾一下九月份的环状RNA研究的主要论文吧。
1. 环状RNA通路参与铅诱导神经元凋亡通路调控作用：
9月7日，著名毒理学杂志Archives of Toxicology在线发表了广州医科大学蒋义国教授团队的环状RNA研究成果(Aruo Nan et al. 2016)。
本文主要探索了铅诱导神经毒性作用过程中lncRNA和环状RNA表达变化情况以及它们在毒理作用过程中的分子机制。它们在铅诱导神经毒性作用的小鼠模型的大脑组织中发现了一些特征性变化的lncRNA和circRNA，包括 lncRpa、lncRNA Gm16025 、lncRNA Gm14260， circRar1和Trerf1，作者也深入分析了五种RNA在各种脑组织中的表达情况，最后选择 lncRpa和circRar1进一步研究。利用siRNA和过表达技术，他们发现lncRpa和circRar1在铅诱导神经细胞凋亡过程中起重要作用。FISH实验证实它们均定位于细胞质中。通过Target Scan等工具分析结合RNA antisense purification (RAP) 分析，最终证明它们与miR-671相互作用。miR-671可通过调控Akt2和Caspase-8等凋亡相关蛋白抑制凋亡作用。lncRpa和circRar1可与miR-671直接相互作用，抑制miR-671发挥作用从而起到促进细胞凋亡的作用。
图1 lncRpa和circRar1与miR-671在胞质中直接相互作用（来自(Aruo Nan et al. 2016)）
2. 先兆性子痫患者胎盘中环状RNA的作用：
9月8日，知名杂志Cellular Physiology and Biochemistry在线发表了南京医科大学附属南京妇幼保健院Ruizhe Jia和他团队的发现的在先兆性子痫病人胎盘组织中的环状RNA研究成果(Yating Qian et al. 2016)。
文中作者选取了40例先兆性子痫患者及35例年龄相匹配的早产对照组胎盘组织进行环状RNA表达分析，共发现了143种环状RNA上调，158种下调。这一研究初步表明环状RNA在先兆性子痫患者胎盘组织中存在疾病相关的表达变化，但该变化的病理和生理机制还不清楚。
图2 先兆性子痫患者胎盘组织中环状RNA表达分析（来自(Yating Qian et al. 2016)）
3.环状RNA分析技术体系新进展：
9月4日，著名生物学预印本杂志Peer J Preprints在线发表了德国心血管研究中心Christoph Dieterich教授及马普学会的合作者共同署名的文章，介绍一种改进的从全转录组分析环状RNA的新技术体系：FUCHS (Franziska Metge et al. 2016)。
FUCHS体系基于长读长测序（>150bp/Reads），实现对环状RNA内可变剪切等信息的更精确解读。运行FUCHS前依然需要进行mapping和环状RNA鉴定，运行FUCHS可实现环状RNA内可变剪切等信息的分析，下图虚线所涵盖的内容均由FUCHS自动完成。FUCHS运行过程还可以实现对假阳性的环状RNA分析，结果还可以用于miRNA sponge分析等后续分析操作。
图3 FUCHS体系流程（来自(Franziska Metge et al. 2016)）
4. 拟南芥中发现特殊的环状RNA形成方式：
9月29日，FEBS Lett. 杂志在线发表了南京农业大学赵弘巍教授和他的团队发表的环状RNA研究论文，从拟南芥的转录组学数据中找到一类特殊的环状RNA分子，他们环化过程中不服从GT-AG规则 (Xiaoyong Sun et al. 2016)。
作者从16个拟南芥转录组数据中分析到803种环状RNA，综合而言，这些环状RNA有以下几个特点：（1）序列结构分为经典形式和非经典形式（不符合GT-AG拼接规则的RNA拼接环化产物）；（2）叶绿体是环状RNA形成的热点；（3）互补序列不仅存在于内含子中，还可存在于拼接位点区域。这些特征与动物中差别较大。叶绿体中大量存在环状RNA的现象也非常有趣。
图4 拟南芥中存在不符合GT-AG规则的环状RNA剪接形式（来自(Xiaoyong Sun et al. 2016)）
5. 人类外显子环状RNA的研究进展及其临床价值
9月2日，RNA Biology在线发表了复旦大学医学院肿瘤研究所黄胜林教授的综述文章，系统分析了人类外显子环状RNA的研究进展及其临床意义(Lyu and Huang, 2016)。
作者从环状RNA的基本介绍入手，分别系统汇总介绍了人类外显子环状RNA的检测技术，主要特性，已报道的相关疾病，功能形式以及临床应用价值。在人类成纤维细胞中，环状RNA对应的基因占到了14%左右。目前在人类样本中已发现的环状RNA超过10万种之多。绝大部分环状RNA存在于细胞质中，但有极少数定位于细胞核内。人类环状RNA长度通常小于1500nt，平均长度在500nt左右。环状RNA的环化位点两侧的内含子比平均内含子长度长，说明更长的内含子有助于形成环状RNA分子。目前已在多种物种中发现了环状RNA，说明环状RNA的形成是有进化基础的。一些环状RNA存在明显的组织和细胞特异性的表达状态。人们还在唾液和外泌体中检测到了环状RNA的存在。这些特性都暗示环状RNA很可能有目前尚未知晓的重要生物学功能，有潜在的临床应用价值。
图5人类外显子环状RNA形成机制与主要功能 （来自(Lyu and Huang, 2016)）
6. 体外RNA环化技术进展：
9月26日，RNA Biology杂志在线发表了Greifswald大学 Sabine Müller教授等的综述文章，介绍体外RNA环化的研究进展(Sabine Müller et al. 2016)。
文中作者首先介绍了体外化学合成RNA及修饰的主要进展，进一步介绍了体外如何进行RNA链的连接环化，包括化学法和酶法连接（T4 RNA Ligase 1）还介绍了基于核酶（Ribozymes）进行RNA环化的发展情况。随着环状RNA研究的持续升温，体外化学合成环状RNA的需求也会越来越大。
图6 待环化RNA分子两端靠近的技术策略 （来自(Sabine Müller et al. 2016)）
7. 环状RNA在神经系统疾病中的作用：
9月13日，International Journal of Neuroscience杂志在线发表了北京天坛医院吕瑞娟和她团队的综述性文章，探讨环状RNA在神经系统疾病中的作用(Tao-Ran Li et al. 2016)。
文中作者首先系统介绍了环状RNA主要研究历史，形成机制及功能研究的主要进展。针对神经系统疾病，作者详细列举与此有关的环状RNA研究。包括ciRS-7和circSry作为miRNA Sponger在AD，PD等神经退行性疾病致病或脑部肿瘤等疾病中可能起到的重要作用。circMbl在强直性肌营养不良症中的作用。cANRIL在脑血管疾病中的作用。hsa-circRNA 2149和circRNA100783及circSry在神经系统免疫性疾病中的作用等等，汇总分析得到了如下的表格：
图7 神经系统疾病相关环状RNA及可能机制（来自(Tao-Ran Li et al. 2016)）
8. 其他综述论文及Poster：
环状RNA作为生物标志物的可行性：
9月23日，Journal of Biotechnology杂志在线发表了巴西南里奥格兰德州联邦大学Dr. Rogerio Margis和他的同事的综述论文，探讨了环状RNA作为生物标志物的可行性(Franceli Rodrigues Kulcheski et al. 2016)。作者认为作为miRNA Sponge功能的环状RNA是非常有价值的生物标志物，已报道的环状RNA作为miRNA sponge功能分子与关节炎，糖尿病，神经系统疾病及一些类型的肿瘤均有密切关系。环状RNA相对更高的稳定性及组织和疾病相关的差异性表达特征都是它们作为生物标志物的重要特征。
环状RNA在疾病和衰老过程中的作用：
9月16日，J Transl Sci.杂志在线发表了Kenneth Maiese的综述性论文，讨论了环状RNA在疾病和衰老过程中可能的作用机制(Kenneth Maiese, 2016)。作者讨论了circ-Foxo3在调控细胞衰老过程中的作用，circANRIL在动脉粥样硬化疾病中促进细胞凋亡的作用，Cdr1as通过抑制miR-7的作用调控细胞增殖和代谢过程等，cir-ITCH通过影响Wnt/β-catenin通路影响疾病发生发展过程。
环状RNA的功能探讨：
9月9日，WIREs RNA在线发表了美国国立卫生院（NIH） Kotb Abdelmohsen教授的综述文章，讨论了环状RNA的主要研究进展，可能的功能模型及生理和病理作用机制(Amaresh C. Panda et al. 2016)。
肺癌相关lncRNA和环状RNA研究进展：
9月3日， Epigenomics杂志在线发表了第三军医大学Li Yafei教授的综述文章，介绍肺癌相关的lncRNA和环状RNA的研究进展（Weijia Xie et al. 2016）。文中作者总结了目前已发现的与肺癌相关的lncRNA和环状RNA，具有致癌性的lncRNA包括HOTAIR、MALAT1、CCAT2、H19等，具有抑癌作用的lncRNA包括MEG3、TUG1、SPRY4-IT1等。环状RNA方面作者主要讨论了CDR1as在肺癌中的作用。
心肌梗死相关环状RNA可预测左心室功能：
9月13日，J Am Coll Cardiol.以Letters形式在线发表了卢森堡心血管研究部研究院的Yvan Devaux博士一项研究成果，他们研究发现了一种心肌梗死特征性的环状RNA：MICRA，从外周血中检测该环状RNA可以预测左心室的功能(Vausort M, et al. 2016)。
ciRS-7在肝癌肝微血管侵犯中的作用：
9月1日，J Cancer Res Clin Oncol杂志在线发表了四川大学徐明清课题组的文章，介绍他们发现的ciRS-7在肝癌干微血管侵犯过程中可作为一项危险因素的研究成果（Liangliang Xu et al. 2016）。作者在该项研究中发现在肝微血管侵犯（MVI）肝癌样本ciRS-7表达明显高于癌旁组织，ciRS-7表达量与甲胎蛋白表达，MVI特征及低年龄特征高度相关。因此作者认为ciRS-7可以作为MVI的特征性标志物，也可作为其治疗靶点。
环状RNA与食管癌辐射抗性的关系：
近日，Int J Radiat Oncol Biol Phys.的一系列Poster中展示了来自温州医科大学Su H.等展示的一项研究成果，他们发现辐射抗性的食管癌细胞中两种特征性环状RNA：circRNA_001059 和 circRNA_000167，他们可能通过影响Wnt通路导致食管癌的辐射抗性作用（Xie C et al. 2016）。
参考文献：
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