小结 | 5月上半月circRNA研究报道汇总

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欢迎各位来到“circRNA研究报道汇总”栏目，本期从pubmed中检索收集最新发布的circRNA文献23篇，下面我们一起来看看circRNA研究有哪些新进展。

1、迷人的环：环状RNA研究中的冲突和争议

论文标题：Intriguing circles: Conflicts and controversies in circular RNA research

杂志：Wiley Interdiscip Rev RNA. 

影响因子：5.844

通讯作者单位：华中科技大学同济医学院

环状RNA（circRNA）是共价闭合的单链环形RNA分子，没有5'帽或3'尾。自2013年具有里程碑意义的ciRS-7 / CDR1作为miR-7海绵发挥作用发现以来，circRNA已成为RNA研究的热门话题。已发现CircRNA在癌症，心血管疾病，神经障碍和许多其他疾病中发挥积极作用。它们可以作为microRNA（miRNA）海绵，蛋白质支架，甚至翻译模板。然而，随着circRNA研究的扩大，出现了许多不同的观点。例如，大多数circRNA能够作为miRNA海绵吗？什么样的circRNA最有可能使miRNA结合？除了作为miRNA海绵体，大多数circRNA的功能是什么？可翻译的circRNA有哪些特征？许多研究声称，circRNA含量丰富，稳定，保守和特异性高，在作为生物标志物方面具有很大的潜力。然而，circRNA丰度是可变的，并非所有的circRNA都是高丰度，它们的稳定性和保存性可能因环境而异。此外，尚不清楚circRNA形成是否更可能受RNA结合蛋白或转录因子的调节。所有这些都是悬而未决的问题，仍有待这些领域的研究人员解答。讨论和研究这些问题将促进对这类新分子的理解，并可能推动启发未来研究的新思路。该综述文章系统全面底探讨上述circRNA相关问题，对深入认识和理解circRNA的功能机制有很好的参考借鉴意义。

图注：ceRNA形成的先决条件示意图，a：circRNA含有miRNA多个结合位点好过少个结合位点；b：miRNA靶向较少种类mRNA；c:circRNA跟miRNA的亲和力要高于miRNA跟mRNA的亲和力；d：circRNA绑定miRNA后可引起miRNA降解或抑制miRNA-mRNA结合。

2、环状RNA circCHFR通过miR-370/ FOXO1/Cyclin D1途径促进血管平滑肌的增殖和迁移

论文标题：Circular RNA circCHFR Facilitates the Proliferation and Migration of Vascular Smooth Muscle via miR-370/FOXO1/Cyclin D1 Pathway

杂志：Mol Ther Nucleic Acids.  

影响因子：5.66

通讯作者单位：西安医学院

动脉粥样硬化（AS）是一种最常见的血管疾病，是脑梗塞，脑卒中和脑梗塞缺血再灌注损伤的主要原因，其特征在于脂质代谢紊乱并且起源于内膜。在AS的发病机制中，伴随着胶原蛋白纤维生成和脂质的积累，血管平滑肌细胞（VSMCs）的增殖是典型的高概率事件。在血管病变期间，来自中膜的VSMC的异常增殖和迁移进入内皮下层的介质引发血管重塑。此外，VSMC暴露于复杂多样的微环境中，导致VSMC的可变性。因此，阐明VSMC参与的未知分子机制AS对于有效治疗至关重要。环状RNA（circRNA）在脑血管疾病的动脉粥样硬化中起重要作用。然而，circRNA调节血管平滑肌增殖和迁移的深层机制仍然难以捉摸。在这项研究中，作者鉴定了一种新的circRNA——circCHFR被证实在ox-LDL诱导的血管平滑肌细胞（VSMC）中异常过表达。功能上，通过转染siRNA沉默circCHFR后，抑制了VSMC的增殖和迁移能力。机制上，生物信息学预测和荧光素酶报告基因测定表明circCHFR充当miR-370的海绵，并且miR-370靶向转录因子FOXO1的3'UTR。此外，转录因子FOXO1可以与CCND1 mRNA的启动子区域结合并促进细胞周期蛋白D1的表达。这一研究表明circCHFR/miR-370/FOXO1/Cyclin D1轴对平滑肌细胞和动脉粥样硬化的重要作用。

图注：circCHFR通过circCHFR/miR-370/FOXO1/Cyclin D1轴促进平滑肌细胞增殖和迁移

3、环状RNA SNX29海绵吸附miR-744通过激活Wnt5a/Ca2 +信号通路来调节成肌细胞的增殖和分化

论文标题：Circular RNA SNX29 Sponges miR-744 to Regulate Proliferation and Differentiation of Myoblasts by Activating the Wnt5a/Ca2+ Signaling Pathway

杂志：Mol Ther Nucleic Acids. 

影响因子：5.66

通讯作者单位：西北农林科技大学

肌生成是一个复杂而精确的协调过程，受到多种非编码RNA和信号通路的高度调节。环状RNA（circRNA）在真核生物的转录后调控中发挥重要作用，但精确的分子作用机制仍未知。该研究中，研究者通过先前的牛骨骼肌的circRNA测序数据筛选到源自SNX29基因的circRNA——circSNX29，并进一步表征其在肌肉发育期间的调节和功能。 circSNX29的过表达促进成肌细胞分化并抑制细胞增殖。使用RNAhybrid预测显示circSNX29可能具有9个miR-744潜在结合位点，并通过荧光素酶筛选实验验证，发现circSNX29直接与miR-744相互作用，miR-744的下调有效地逆转了其对Wnt5a和CaMKIIδ的抑制。进一步，通过KEGG富集分析，Fluo-4、AM、细胞渗透-钙离子荧光探针和WB蛋白质印迹分析，发现Wnt5a和circSNX29的过表达激活了非经典Wnt5a/Ca2+途径。该研究的证据阐明了circSNX29在牛原代成肌细胞中作为miRNA-744的海绵起作用的调节机制，有助于我们理解circRNA-miRNA在肌生成中的作用。

图注：circSNX29作为竞争性海绵吸附miR-744介导成肌细胞分化作用模式图

4、环状RNA形成中的反向剪接编码深度学习

论文标题：Deep Learning of the Back-splicing Code for Circular RNA Formation

杂志：Bioinformatics. 

影响因子：5.481

通讯作者单位：克莱姆森大学

环状RNA（circRNA）是广泛存在的一类新型内源RNA。在RNA剪接前期，外显子的5'和3'末端可以通过反向剪接（头对尾剪接）共价连接以形成circRNA。CircRNAs可以跨物种保守，显示组织和发育阶段特异性表达模式，与人类疾病密切相关。尽管有部分研究表明一些序列特征影响反向剪接，但circRNA形成的机制仍然不清楚。

在这项研究中，作者通过应用最先进的机器学习技术，开发了第一个深度学习模型DeepCirCode， DeepCirCode利用以核苷酸序列为输入的卷积神经网络（CNN），以预测人类circRNA形成的反向剪接。并且表现出优于传统机器学习算法的优越性能，例如支持向量机（SVM）和随机森林（RF）。通过DeepCirCode训练学习得到的相关特征序列作为序列基序，其中一些与人类已知RNA剪接，转录或翻译中涉及的基序相匹配。对这些基序的分析表明它们在RNA序列中的分布对于反向剪接是重要的。此外，一些人类基序在小鼠和果蝇中是保守的。这些发现为circRNA形成的反向剪接提供了新的见解。DeepCirCod模型构建的所有数据集和源代码网址 ：https://github.com/BioDataLearning/DeepCirCode

图注：DeepCirCod分析人、小鼠和果蝇中部分circRNA反向剪切位点附近保守的motif基序

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