鼻咽癌 – 888集团浏览器官网 - 888电子游戏 //www.xjpih.com Wed, 23 Apr 2025 09:20:13 +0000 zh-CN hourly 1 https://wordpress.org/?v=5.1.3 //www.xjpih.com/wp-content/uploads/2019/03/cropped-circRNA（透明）-2-32x32.png 鼻咽癌 – 888集团浏览器官网 - 888电子游戏 //www.xjpih.com 32 32 circRNA创新疗法的突破与展望 //www.xjpih.com/?p=11627 //www.xjpih.com/?p=11627#respond Thu, 06 Feb 2025 09:02:59 +0000 //www.xjpih.com/?p=11627

近年来，circRNA高质量研究热度攀升。作为下一代RNA药物开发的理想平台，聚焦于circRNA的早筛早诊、预后评估、新型疗法、体外合成工艺及包封递送技术等研究，为circRNA从实验室迈向临床提供了有力支撑。

2024年，中国药企率先发力，推动两款国际领先的circRNA药物实现里程碑式的突破。转录本生物（RiboX）用于治疗放射性口干症的RXRG001疗法；环码生物（CirCode）用于治疗缺血性心脏病的HM2002注射液。先后获得美国FDA和中国NMPA的临床试验许可（IND），circRNA疗法取得跨越式进展。

本文将回顾2024年，circRNA从基础研究到临床转化的进展：

基础研究

  • 新型靶点的挖掘展示精准医疗潜力

  • 生成和转运机制研究提供精准干预策略

  • 编码or非编码生物学功能启发新型疗法

  • 数据信息及分析工具加速研究进程

转化应用

  • 生物标志物研究有望实现早筛早诊及预后评估

  • 疫苗/肿瘤免疫/基因编辑等疗法研究成果丰硕

  • 提升合成工艺及递送策略加速成药进程

 

临床进展

  • 中国两款circRNA药物进入IND阶段

  • 全球管线推进产业升级以加速临床转化

展望

  • circRNA潜力无限且未来可期

基础研究

一 新来源的circRNA

1976年，circRNA分子首次在植物类病毒基因组中被发现，沉寂30余年后，研究者通过高通量测序技术发现其在人体内广泛存在且与生命活动密切相关，circRNA迅速成为备受瞩目的明星分子。自然界中circRNA的种类和复杂性远超人们想象，大量特性和功能仍待探索。2024年，一些新来源的circRNA涌现，为精准医疗靶点挖掘带来新希望。

斯坦福大学Andrew Z Fire团队在人类口腔和肠道微生物组数据中，新发现一类circRNA，命名为“Obelisk（方尖碑）”。Obelisk是介于病毒与类病毒之间的全新元件，可能会改变细菌宿主的基因活动，进而影响人类基因。[1]

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华中科技大学协和深圳医院肖礼祖联合美国罗格斯大学朱桦和霍华德大学唐七义，采用二代和三代ONT测序在水痘带状疱疹病毒（VZV）及其感染的神经母细胞瘤中，鉴定了一种源自VZV潜伏期相关转录本(VLT)的VZV circRNA（circVLTSlytic）。circVLTSlytic在VZV发病机制中发挥重要作用，可以增强VZV对阿昔洛韦的耐药性，使VZV逃避抗病毒治疗，具有作为优化治疗的靶点和作为药效标志物的潜力。[2]

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二 circRNA的生成及转运

circRNA生成

circRNA主要通过反向剪接生成，其过程受多种顺式元件和反式因子调控，这一独特生成过程的精准调控为疾病诊断和治疗提供了新思路。

中国科学技术大学王小林/单革团队发现ZC3H14蛋白可以通过结合成环序列外显子-内含子边界和3’UTR，促进circRNA产生，在雄性生殖中发挥关键作用。深入研究睾丸中circRNA生成机制和功能，有望为不育症的临床治疗提供新的有效治疗策略。[3]

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中南大学朱曲波团队为了增强体内circRNA的生成，利用称为“circRNA促进RNA（cpRNA）”的工具，可以通过补充pre-mRNA中反向互补匹配(RCMs)的侧翼序列，优化外显子环化，从而促进circRNA的形成。cpRNA作为一种极具潜力的circRNA过表达策略，为circRNA表达水平低下引发的疾病提供了有前景的治疗思路。[4]

circRNA转运

circRNA主要在细胞核内生成，大部分转运至细胞质中发挥作用。其出核过程受多种生物学机制调控，动态转运亦影响其功能。circRNA转运机制的揭示为干预circRNA功能的治疗策略提供理论基础。

墨尔本大学Vihandha Wickramasinghe联合阿德莱德大学Gregory Goodall团队发现小分子GTP酶Ran-GTP的梯度，出核受体exportin-2，以及IGF2BP1/2都可调控circRNA的出核。这些分子机制为干预circRNA转运开发疾病疗法提供了可能性。[5]

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随后，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陈玲玲团队首次发现将circRNA出核调控与功能作用关联。一类腺苷酸富集的circRNA在人源胚胎干细胞H9的细胞核中滞留，并随着定向分化为前脑神经元的过程中出核，其动态定位参与调控蛋白质翻译和神经元的突触生长。[6]

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三 circRNA的生物学功能 

随着技术工具的发展，circRNA更多功能被解锁，作用机制也逐步清晰。功能机制研究为基于circRNA的疾病早期诊断、治疗监测和新型疗法的研发提供了理论支撑和全新思路。

图1 circRNA的生物发生及功能[7]

circRNA翻译

circRNA的可翻译性及其翻译产物的功能是近年的研究热点，其可翻译性是其替代线性mRNA成为下一代RNA疗法的前提。circRNA可由内部核糖体进入位点（IRES）、m6A修饰或外显子连接复合物（EJC）等介导翻译起始。

● 翻译机制研究，优化circRNA药物设计

中科院上海生命科学研究院王泽峰团队基于机器学习算法，预测到大量具有翻译激活子活性的潜在RBP，这些激活因子可促进IRES介导的circRNA翻译。特定的翻译激活因子可调控IRES介导的circRNA在不同细胞环境下的翻译。通过设计在特定细胞中启动翻译的IRES，可得到细胞特异性翻译的circRNA，从而达到精准治疗的目的。[8]

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缺乏终止密码子的circRNA允许核糖体沿circRNA翻译多次，从而产生多聚蛋白，这一过程称为滚动环翻译（RCT）。多聚蛋白可被蛋白酶或自切割序列，在单轮起始中产生多个GOI拷贝。RCT的效率可以是单次翻译的100倍。英国MRC分子生物学实验室Venki Ramakrishnan（2009年诺贝尔化学奖得主）团队设计RCT的circRNA构建，与单次翻译相比，可使蛋白表达高出7,000倍以上。[9]

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● 挖掘潜在编码circRNA，提供治疗诊断靶点

重庆医科大学肖斌团队发现在肾透明细胞癌（ccRCC）中高表达的circPDHK1，可通过编码新蛋白PDHK1-241aa，促进ccRCC的生长和转移。抑制ccRCC细胞中circPDHK1的表达，可以提高细胞对TKIs药物的敏感性。PDHK1-241aa可作为治疗ccRCC的药物研发的潜在新靶点。[10]

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circRNA与mRNA互作

韩国科学技术院Yoon Ki Kim研究团队揭示了circRNA可通过与mRNA的3′ UTR相互作用，将其携带的外显子连接复合体（EJC）定位在mRNA的3′ UTR附近，从而靶向调控无义介导的mRNA降解(NMD)机制。人工设计的circRNA，可靶向下调mRNA水平，为circRNA在基因沉默和疾病治疗中的潜在应用开辟了广阔前景。[11]
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circRNA结合蛋白

circRNA在体内可作为分子海绵招募蛋白，该功能也是人工设计circRNA适配体的大前提。

circRNA可调控染色质的RNA结合蛋白的功能。重庆大学黄川团队发现一类富含金属响应元件的circRNA，可作为trans-acting因子，在铜胁迫过程中与ChRBP gawky特异性结合，调控多种应激胁迫基因转录，并清除受损细胞。[12]

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江苏省人民医院、南京医科大学第一附属医院李相成/李长贤团队发现circPCNXL2通过与STRAP相互作用激活ERK信号通路，调节miR-766-3p/SRSF1轴，促进肝内胆管癌（ICC）生长和转移。circPCNXL2可作为ICC诊断和预后生物标志物，也是一个很有前景的ICC治疗靶点。[13]

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circRNA也可作为支架调节蛋白与蛋白之间的相互作用。复旦大学附属肿瘤医院唐爽/宋少莉团队发现缺氧诱导的外泌体中的circPLEKHM1可以促进PABPC1-eIF4G的相互作用，从而促使巨噬细胞M2极化，加速癌症的转移过程。circPLEKHM1靶向治疗可以显著抑制体内非小细胞肺癌（NSCLC）的转移。外泌体circPLEKHM1可作为潜在的肺癌转移预后生物标志物和治疗靶点。[14]

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miRNA sponge

作为miRNA sponge的circRNA，可通过竞争性结合miRNA，间接调控mRNA的稳定性。南方医科大学南方医院谭万龙团队揭示了膀胱癌来源的外泌体circRNA_0013936，作为miR-320a和miR-301b的分子海绵，上调FATP2的表达，下调RIPK3的表达，从而促进抑制性免疫。circRNA_0013936有望成为膀胱癌的有效治疗靶点。[15]

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四 circRNA数据库

通过优化算法、整合多组学数据以及推动分析技术的创新，可以提升识别和解析circRNA的效率和准确性，为精准医疗和药物研发提供坚实的技术支撑。

TCCIA：由遵义医科大学第二附属医院马虎团队开发的综合性的肿瘤免疫治疗circRNA数据库[16]

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circBank 2.0：由吉赛生物刘明团队开发升级的circRNA信息的综合性数据库，涵盖circRNA保守性、注释、表达信息、miRNA结合位点、验证信息、可视化图、搜索功能、在线分析软件等[17]

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CICADA：由山东省第一医科大学孙亮团队开发，用于预测circRNA的可翻译性与翻译产物[18]

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转化应用

一 circRNA临床检测

针对circRNA生物标志物进行分析，有望实现无创或微创的疾病早筛、早诊及预后评估。circRNA定量检测技术的发展，加速了circRNA作为生物标志物应用于临床检验。

美国Circular Genomics公司公布的首个基于大脑富集circRNA血液生物标志物检测方法，具有预测患者对舍曲林反应，以及SSRI类抗抑郁药物总体反应的能力，有望用于指导准确的个性化治疗。

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福建师范大学冯尚源/林多团队联合福建医科大学附属肿瘤医院许元基团队基于表面增强拉曼光谱联合催化发夹组装技术开发的光学纳米生物传感器，能高效检测血液样本中与肺癌相关的circRNA，为早期肺癌的筛查和治疗提供了新的方法。[19]

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中山大学王佳思团队基于多分散液滴数字CRISPR/Cas13a技术开发的自动化便携式仪器，可通过CRISPR/Cas13a特异性结合circRNA的连接位点区域（BSJ）序列，结合液滴的限域效应实现目标circRNA的现场、自动化、精准定量分析，有望应用于癌症等重大疾病早期诊断。[20]

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二 circRNA创新疗法

circRNA因其固有稳定性使半衰期较线性RNA更长，有望成为持续干预治疗的理想药物。同时，circRNA免疫原性较低，有利于保障疗效与安全性。围绕circRNA的创新疗法开发，正引领核酸药物迈向新的革命浪潮。

图2 工程化circRNA用于蛋白表达。[21]

图3 工程化circRNA的非编码功能应用。[21]

传染病疫苗

circRNA在血液中同样具有较高的稳定性，作为传染病疫苗可提供强大的保护。鉴于mRNA疫苗的成功经验，传染病疫苗将是circRNA的重要的应用方向。

中国科学院广州生物医药与健康研究院冯立强/巫林平/陈凌团队开发的单剂量编码寨卡病毒两种抗原的circRNA疫苗，即可在小鼠体内提供针对寨卡病毒的有效和持久的保护作用，而不会诱导明显的登革热抗体依赖性增强效应。[22]

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中国科学院武汉病毒研究所龚睿/揣侠团队、环码生物王泽峰团队联合中国科学技术大学Sandra Chiu团队开发的混合多种编码猴痘病毒不同抗原的circRNA，可触发针对猴痘病毒的全面、有效保护。[23]

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与线性mRNA相比，较少剂量的自我扩增mRNA（SAM）疫苗即可在较长时间内产生所需数量的抗原。然而，SAM RNA存在序列较长、可能引入突变、免疫原性较高、作用机制不稳定等问题。印度生物技术部转化健康科学与技术研究所Milan Surjit团队揭示了相比SAM，circRNA疫苗更安全地表达SARS-CoV-2-RBD抗原，并提供针对SARS-CoV-2更有效的保护。[24]

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华中农业大学赵凌团队开发整合编码相应抗原和佐剂趋化因子配体CXCL13的circRNA疫苗，可以增强针对流感病毒、SARS-CoV-2的交叉反应抗体提供更广泛的保护，还可针对狂犬病毒提供全面的保护。[25]

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中山大学公共卫生学院（深圳）陈耀庆/舒跃龙团队联合湖南大学郑克威团队，利用circRNA编码含有N1、N2和乙型流感病毒NA抗原的circRNA疫苗，可以引发针对异源流感的广谱NA免疫，对开发广谱流感疫苗，并控制流感和防范潜在的大流行至关重要。[26]

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肿瘤疫苗

肿瘤疫苗类型包括肽/蛋白、树突状细胞(DC)和核酸(包括DNA和RNA疫苗)。其中RNA疫苗可在细胞质内快速表达抗原，从而导致强大的免疫激活，还可避免基因组整合和T细胞耐受性相关风险。加之circRNA的独特优势，可成为极具前景的肿瘤疫苗载体。

斯坦福大学的张元豪和Wender研究团队利用circRNA编码卵清蛋白 (OVA)[27]，多伦多大学李博文团队利用circRNA编码IL-12[28]、福建医科大学孟超肝胆医院刘小龙/赵必星团队利用circRNA编码新抗原PTPN2多肽片段[29]，结果发现这些circRNA肿瘤疫苗均可在模型体内诱导强烈的抗肿瘤免疫反应，且能强效、安全、稳定抑制肿瘤生长，甚至清除肿瘤，效果显著优于线性mRNA，且无明显副作用。

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中山大学附属第一医院张弩团队联合吉赛生物团队开发表达lncRNA编码肽肿瘤抗原的疫苗circH19-vac，可触发针对胶质母细胞瘤的强效细胞毒性T细胞反应并抑制肿瘤生长。[30]

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circRNA还有望成为优越的肿瘤抗原载体，开发有效的DC疫苗。吉林大学张海红团队开发编码肿瘤抗原FAPα和survivin的circRNA DC疫苗，可显著抑制肿瘤生长，与吉西他滨药物进行联合治疗，显著延长了胰腺癌小鼠的存活率。[31]

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图4 circRNA疫苗激活免疫反应。[32]

CAR-T疗法

基于circRNA的CAR-T疗法可避免传统技术的病毒载体、基因组整合和永久转基因表达所带来的风险。复旦大学章旭耀联合美国宾夕法尼亚大学华先欣研究团队表明利用circRNA编码anti-CD19 CAR具有比mRNA更优越的抗肿瘤功效。[33]

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circRNA还为体内CAR-T疗法提供了优秀的平台，复旦大学璩良团队利用免疫细胞趋向性的LNP体内递送编码anti-HER2 CAR蛋白的circRNA，可显著抑制肿瘤生长，并诱导促炎症肿瘤微环境，联合肿瘤疫苗还可协同增强抗肿瘤活性。[34]此外，环码生物杨赟联合北京大学邓觅/苗蕾团队，利用编码anti-uPAR CAR蛋白circRNA，可在单核/巨噬细胞和衰老成纤维细胞中有效表达，具有治疗肝纤维化和类风湿性关节炎等炎症性衰老的潜力。[35]

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蛋白替代疗法

circRNA可长效稳定表达蛋白，可突破蛋白疗法不稳定或容易导致不耐受的限制。科锐迈德孙振华、普瑞康生物曹辉联合东南大学-莫纳什大学联合研究院佟振博团队向间充质干细胞转染编码FGF18蛋白的circRNA，可在大鼠骨关节炎模型中显著促进了软骨修复。[36]

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东南大学李新松团队联合东南大学附属中大医院郭宗科团队开发的单剂U-LNP/VEGF-A circRNA制剂即可原位长效表达和释放VEGF-A，第12天即可使小鼠糖尿病创面几乎完全愈合，效果显著优于线性VEGF-A mRNA和rhVEGF。[37]

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此外，中山大学中山眼科中心谢志团队利用circRNA编码NGF，可显著提高视网膜神经节细胞的存活率，效果远优于重组NGF蛋白治疗，为治疗青光眼等视网膜神经退行性疾病提供了新的希望。[38]

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干细胞疗法

美国加州大学Prashant Mali团队将编码分化调控因子的circRNA转染至多能干细胞，可精准调控其分化方向，为干细胞工程的应用与发展开辟了全新的道路。[39]

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基因编辑

基因编辑疗法可以通过纠正致病突变，治疗遗传病。RNA介质的短效编辑器为瞬时表达，可避免由基因编辑器持续作用所带来的脱靶效应的累积，保证了疗法的安全性；circRNA相比线性RNA稳定性更高，免疫原性更低，保证了基因编辑疗法的有效性。利用circRNA编码CRISPR/Cas或锌指蛋白等编辑蛋白，或设计环状引导RNA，共同为基因编辑疗法提供了新策略。

● circRNA编码编辑蛋白

美国加州大学Prashant Mali团队利用circRNA编码DNA甲基转移酶DNMT3A-3L和ZF-KRAB融合蛋白，可有效抑制与心血管疾病风险有关的PCSK9的表达。利用circRNA编码CRISPRoff系统的核酸酶失活Cas9（dCas9）、KRAB、DNMT3A-3L融合蛋白通过表观组编辑，可在sgRNA的引导下特异性抑制B2M基因。[39]

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此外，中国台湾国家卫生研究院余佳益团队利用circRNA编码修饰的Cas13以靶向ER (erCas13)，在sgRNA的引导下，可显著降低黄病毒感染水平。[40]

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● 引导编辑器

中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队在circRNA中串联置入靶向多个位点的多个crRNA，以及靶向多个位点的RTT-PBS序列，可引导基于Cas12a开发的引导编辑器系统在人类细胞系中同时编辑多达四个基因。[41]

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另外，德国美因茨分子生物研究所Edward A. Lemke团队利用环状gRNA引导的假尿嘧啶合成酶dyskerin（DKC1）构建人工膜样细胞器，可以显著增强mRNA假尿嘧啶修饰，并通过Ψ修饰靶向抑制终止密码子，可用于治疗遗传性果糖不耐受等过早终止密码子疾病。[42]

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适配体

适配体是细胞中表达的短结构DNA或RNA，用于结合特定靶标并操纵细胞内过程。circRNA具有高稳定性、特殊折叠和低免疫原性，且内源性circRNA也可与特定蛋白相互作用，因而circRNA具备改造为新型RNA适配体的潜在生物医学应用前景。

陈玲玲团队利用腺相关病毒（AAV）将具有短双链结构的circRNA（ds-cRNA）适配体递送到神经元和小胶质细胞中，能够安全且有效抑制过度激活的蛋白激酶R（PKR），实现对阿尔茨海默病小鼠的神经保护、增强其空间学习和记忆能力。[43]

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类似地，陈玲玲团队利用靶向脾脏的LNP递送ds-cRNA适配体，可实现PKR异常激活相关的炎性疾病小鼠模型银屑病的干预治疗。[44]

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发挥内源性circRNA功能

针对功能性内源性circRNA治疗靶点，通过干预内源性circRNA的表达，可以开发更多创新疗法。

中国人民解放军总医院付小兵/张翠萍联合中山大学附属第七医院李海红团队发现含高丰度内源性circCDK13可通过形成circCDK13-IGF2BP3-mRNA复合物，稳定并上调CD44和c-MYC的表达。设计高丰度circCDK13的工程化EV，能促进糖尿病小鼠模型的伤口愈合。[45]

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江苏省肿瘤医院许林/董高超/蒋峰团队发现肺腺癌中cEMSY可作为免疫原性细胞死亡诱导剂，瘤内给药cEMSY-LNP使LUAD细胞对anti-PD-1治疗增敏，提高肺腺癌的免疫治疗效果。[46]

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三 circRNA制备工艺及递送策略

工程化circRNA的大规模制备、纯化及高效递送是其临床转化的关键瓶颈。2024年，众多研究团队针对这些关键难题提出解决方案，优化合成工艺，攻克成药难题，为circRNA的临床应用扫清障碍。

circRNA环化策略

目前已经开发了多种circRNA环化策略，以核酶环化法最为常用，多项研究基于这个策略进行了技术升级。

● I型内含子自剪接法

清华大学喻国灿、新加坡国立大学永禄林医学院陈小元联合山西高等创新研究院刘志达团队，基于I型内含子建立的增强型嵌合PIE系统（CPIE系统），可实现RNA高效环状化，最大限度减少circRNA中残留多余序列。[47]而复旦大学章旭耀团队联合美国宾夕法尼亚大学华先欣团队同样基于I型内含子建立的Hi-Scarless-PIE实现了circRNA的量产、无痕（no scar）制备。[45]

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● II型内含子自剪接法

美国加州大学Prashant Mali团队基于II型内含子开发的平台可以有效体外制备circRNA (ocRNA)，还可以利用内源性普遍表达的RtcB蛋白在细胞内环化生成circRNA (icRNA)。[39]

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● 顺式作用连接酶核酶法

中国台湾国家卫生研究院余佳益团队利用系统筛选的顺式作用连接酶核酶（RzL）对单链RNA进行共价环化，最小化了RzL作用所需的RNA序列，RzL策略高度依赖于酶-底物RNA配对产生circRNA，因而没有RNA副产物。[40]

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艾博生物英博团队开发高效成环顺式剪接系统（Cis系统），可延长蛋白表达时间、降低免疫原性，并具有剪接位点设计灵活性等优势。[48]

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● 反式作用连接酶核酶法

英国MRC分子生物学实验室Venki Ramakrishnan团队基于反式核酶开发TRIC和TERIC的RNA环化方法，可以实现RNA的高效环化，提高产量，且可合成长序列和完全修饰的circRNA。[9]

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● RNA LEGO

此外，麻省理工学院化学系/Broad研究所王潇团队基于多种连接酶的mRNA-寡聚核苷酸组装策略（RNA LEGO），对circRNA化学修饰和拓扑结构改造，大幅提高了其在小鼠体内的蛋白生产能力，为mRNA翻译起始机制及相关化学修饰设计提供了新见解。[49]

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纯化策略

circRNA因合成策略复杂及多样化，纯化仍是制备的关键难题。目前，纯化策略主要包括核酸外切酶去除线性RNA杂质，磷酸酶中和免疫原性三磷酸基团，以及凝胶电泳、HPLC、亲和层析和超滤等分离技术。然而，开发circRNA新疗法需优化大规模纯化策略，以实现高纯度和高产量。

中国食品药品检定研究院徐苗团队建立RT-HPLC纯化法，明显分离circRNA、nicked RNA和precusorRNA，可用于分析circRNA疫苗纯度及降解产物。同时，研究还发现在热加速稳定性实验中，circRNA 降解模式为：

circRNA→Nicked→RNA降解片段。[50]

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西班牙 Certest Biotec S.L公司团队在circRNA序列中添加PloyA，利用Oligo dT亲和层析技术纯化circRNA，得到circRNA的占比更高，且在细胞水平和体内的表达效果均优于kit试剂盒以及HPLC纯化得到的circRNA。[51]

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中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室曹宇虹团队利用纤维素过滤去除dsDNA，结合酶处理的逐步纯化策略，用于circRNA纯化，显著提高circRNA回收率，降低免疫原性。[52]

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类似地，美国克莱姆森大学Scott M. Husson团队利用聚醚砜（PES）膜从IVT产物中超滤纯化circRNA，大幅提升纯度及产率，突出了超滤在研究规模上是一种优越的circRNA纯化方法，也可以在基于circRNA的治疗药物的大规模生产中发挥关键作用。[53]

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递送策略

基于mRNA疫苗的成功经验，纳米脂质颗粒（LNP）已成为当前主流的RNA递送系统。然而，针对circRNA更高效、精准和安全的递送需求，LNP体系仍需进一步优化。优化策略主要包括调整脂质比例、改变脂质特性以及添加非脂质成分等。综合成本、疗效与安全性，改变脂质特性成为当前较主流的策略。

● 添加非脂质成分LNP

华中农业大学赵凌团队利用马来酰亚胺/硫醇将anti-DEC-205抗体共轭修饰到LNP，可促进靶向淋巴结递送circRNA。[25]

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● 改变脂质特性LNP

多伦多大学李博文团队引入组合化学的Ugi四组分反应合成并筛选针对特定肿瘤定制的LNP，在肺癌细胞中转染circRNA疫苗的效率比行业标准LNP（ALC-0315）提高了四倍，同时提供了有效的免疫激活。[28]

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环码生物杨赟联合北京大学邓觅/苗蕾团队开发含有新型拟心磷脂磷酰胺脂质的LNP，增加了硬度和相分离，促进T细胞偏向性摄取。[35]

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复旦大学璩良团队通过改造LNP中阳离子脂质头部和尾部基团，可得到免疫细胞趋向性的LNP体内有效递送circRNA。[34]

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科锐迈德孙振华、普瑞康生物曹辉联合东南大学-莫纳什大学联合研究院佟振博团队具有支链尾部和五个酯键的专有可电离甘油脂质（TG6A），使用TG6A构建的LNP成功向间充质干细胞转染circRNA。[36]

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● GSer-CARTs

除了LNP这种典型多阴离子转运体外，斯坦福大学张元豪和Wender团队还有研究通过电荷抵消动态控制胍离子活动性开发的肝外靶向、可调控、可预测的GSer-CARTs转运体，实现了circOVA的体内高效递送。[27]

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临床进展

circRNA的临床转化，既依赖基础研究突破，也需要产业生态推动。2024年，行业协同发力，融资为产业发展注入动力，广泛合作带来前沿理念与创新思维，circRNA药物开发事业迈向新高度。

一 临床试验阶段

FDA批准首个IND
转录本生物（RiboX）（中国）

转录本生物在研疗法RXRG001的IND获得许可，即将在美国开展临床试验SPRINX-1。RXRG001是全球首个获美国食品药品监督管理局（FDA）批准进入IND的circRNA疗法，SPRINX-1试验将评估其在辐射诱导的口干症和唾液分泌减退患者中的安全性和有效性。

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NMPA批准首个IND
环码生物（CirCode）（中国）

环码生物用于治疗缺血性心脏病的HM2002注射液在上海交通大学医学院附属瑞金医院开展IIT试验并完成首例患者注射给药。三个月后，HM2002注射液成为中国首个获得国家药品监督管理局（NMPA）临床试验许可（IND）的环形RNA药物。

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截至本文发布日，CirCode官网公布的管线分布与进展

二 临床前研究阶段

Orna Therapeutics（美国）

Orna Therapeutics在2024年收购ReNAgade Therapeutics，双强携手推进用于治疗肿瘤和自身免疫性疾病的新型体内RNA疗法panCAR项目的开发。在ESGCT年会上，Orna展示了研究数据：来自健康供体的原代造血干细胞祖细胞（HSPC）的编辑率显著提高到约80%。Orna的STEM技术旨在解决β血红蛋白病，包括镰状细胞病（SCD）和输血依赖性β地中海贫血（TDT）。

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截至本文发布日，Orna Therapeutics官网公布的管线分布与进展

Sail Biomedicines（美国）

Sail Biomedicines宣布获得比尔&梅林达·盖茨基金会的两笔赞助，用于推进Endless RNA™平台开发治疗疟疾的分泌型单克隆抗体和疫苗。随后，Sail Biomedicines公布Endless RNA™平台可能为那些不适用现有治疗的10%-15%囊性纤维化患者提供治疗选择。

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截至本文发布日，Sail Biomedicines官网公布的管线分布与进展

Circular Genomics（美国）

Circular Genomics在新年伊始完成2024年circRNA全球领域的首笔融资，为推出全球首个基于circRNA的临床检测做准备。Michael F. Ackermann博士的加入，将为其助推首个circRNA抗抑郁疗法。

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截至本文发布日，Circular Genomics官网公布的管线分布与进展

Circio（挪威）

Circio除了开发针对KRAS突变的癌症疫苗外，还建立了circRNA平台circVec，利用DNA和病毒载体生产多功能circRNA。在2024年第27届ASGCT年会上，Circio展示了circRNA与线性mRNA相比在体内的优越性，以及Circio的“移除和替代（remove-&-replace）” 基因疗法的技术概念验证，该疗法可满足α1－抗胰蛋白酶缺乏症（AATD）的医疗需求。

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截至本文发布日，Circio官网公布的管线分布与进展

Ginkgo Bioworks（美国）

Ginkgo Bioworks收购用于序列设计的人工智能平台Patch Biosciences，以加强其研发管线，强化circRNA和启动子筛选平台技术。

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休斯顿卫理公会研究所（美国）

全球卫生非营利组织流行病防范创新联盟（CEPI）与美国休斯顿卫理公会研究所（HMRI）合作，重点关注circRNA候选疫苗的设计和临床前评估，为疫苗平台建立临床前概念验证。

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展望

2024中国龙年，circRNA领域从基础研究，到转化应用都取得了丰硕成果，circRNA药物开发更是实现了临床里程碑式的突破，振奋人心。然而，circRNA创新疗法的未来发展仍面临诸多问题与挑战。

circRNA转化应用研究有待加强

作为新型核酸技术，circRNA创新疗法在序列设计、翻译效率、功能机制、免疫原性等关键领域的研究尚不够深入，有待进一步挖掘。这需要借助空间多组学技术以及人工智能等多学科的交叉融合，全方位深入挖掘circRNA的功能特性。创新疗法的开发方向不仅局限于蛋白表达，还应拓展基因编辑工具、核酸适配体等药物开发方向，为创新治疗提供更多靶点与策略。

circRNA共性关键技术亟待攻克

工程化circRNA的合成、纯化与递送策略，虽解决方案多样，但个性化特征明显，缺乏统一且高效的通用模式。在原液放大生产环节，需筛选并开发更优的序列设计、环化及纯化策略，以提高产量，同时降低副产物生成。在药物递送环节，亟需开发出安全性更高、效率更优且靶向性更强的递送材料，以满足不同适应症的多样化需求，切实解决circRNA药物递送的关键瓶颈问题。

政策支持与监管机制需加速完善

中国两家企业的circRNA药物获得IND批准，充分彰显了我国在circRNA药物研发领域处于全球领先地位。如何保持领先优势，加速推进产业化，成为摆在眼前的重要课题。政策层面，需加快推进以疾病预防与治疗为导向的临床转化研究，大力支持研究者发起的临床研究（IIT），加速创新疗法安全性与有效性的验证。监管层面，要持续完善相关审评审批程序，加快制定并出台circRNA临床审批标准，推动circRNA前沿技术的产业化进程。

尽管circRNA领域挑战重重，但circRNA疗法未来前景依然可期。期待学术界、产业界与投资界携手共进，让circRNA“暗物质”发出光芒，造福人类健康。 

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]]> //www.xjpih.com/?feed=rss2&p=11627 0 Cell Death Differ丨中南大学向波团队解析环状RNA circRILPL1介导鼻咽癌的发病机制 //www.xjpih.com/?p=9876 //www.xjpih.com/?p=9876#respond Wed, 31 May 2023 06:25:24 +0000 //www.xjpih.com/?p=9876

鼻咽癌（NPC）发生于鼻咽部，是一种起源于鼻咽上皮细胞的恶性肿瘤，其发生主要与遗传因素、EB病毒感染和环境因素有关。放眼全球，NPC的发病率极不均衡，具有明显的区域聚集性和种族偏好性，多发于东亚和东南亚，尤其是我国南方[1]。然而，NPC的具体病因和发病机制尚不清楚，仍待进一步研究。

  

环状RNA（circRNA）具有种类丰富、结构稳定、序列保守以及组织特异性表达等特点，且在肿瘤发生过程中发挥重要的调节作用。有学者利用高通量测序和生物信息学技术，在NPC细胞中鉴定出了数个独特的circRNA，发现它们在NPC细胞和正常细胞之间具有显著差异表达，表明circRNA可以作为潜在的临床诊断和预后指标[2]。然而，circRNA在NPC中的潜在机制仍然未知。

  

2023年5月12日，中南大学基础医学院肿瘤研究所向波研究员团队在Nature集团旗下期刊Cell Death & Differentiation发表文章Circular RNA circRILPL1 promotes nasopharyngeal carcinoma malignant progression by activating the Hippo-YAP signaling pathway。作者在鼻咽癌细胞中鉴定到一个新的环状RNA——circRILPL1。它可以结合并激活ROCK1以抑制LATS1激酶，从而抑制LATS1对YAP的磷酸化过程，并且增强YAP活性。同时，circRILPL1通过增强YAP与核转运受体IPO7之间的相互作用，促进YAP易位进入细胞核。在细胞核中，活化的YAP会促进CAPN2和PXN的转录表达。此外，circRILPL1在体内外均能促进NPC的增殖和转移。文章解析了环状RNA在鼻咽癌细胞中的信号传导作用，揭示环状RNA circRILPL1通过激活Hippo-YAP信号通路调控鼻咽癌的发病机制。

 

circRILPL1在鼻咽癌组织中高表达，并与鼻咽癌患者预后不良相关

首先，作者在GEO数据库中搜索并分析NPC的RNA-seq数据，确定了30个在NPC组织中高表达的circRNA，其中circRILPL1为首次发现。qRT-PCR和ISH结果显示，circRILPL1在NPC中的表达量显著高于非癌性鼻咽上皮组织组别。此外，作者分析Kaplan-Meier曲线发现，circRILPL1高表达对NPC患者预后差，而circRILPL1低表达的NPC患者预后较好。接着，通过核质分离定量实验和FISH实验分析，发现circRILPL1在细胞质和细胞核中均有分布。综上表明，circRILPL1是一个在NPC中高表达的新环状RNA，可能在NPC的肿瘤发生中发挥作用。

图1 circRILPL1在NPC中的表达水平和细胞定位

  

circRILPL1在体外和体内均促进NPC细胞的增殖和迁移

作者通过划痕和transwell实验分析发现，过表达circRILPL1可以显著增强NPC细胞的迁移和侵袭。此外，MTT和克隆形成实验表明，过表达circRILPL1会促进NPC细胞的增殖，而敲低circRILPL1后获得了相反的结果。结合皮下肿瘤模型和IHC数据发现，与对照组相比，circRILPL1过表达组的肿瘤体积和重量显著增加且Ki67的表达量较高，而circRILPL1敲低组的结果相反，表明circRILPL1促进了小鼠NPC细胞的生长。综合尾静脉注射肺转移模型和裸鼠脚垫淋巴转移模型实验数据发现，与对照组相比，过表达circRILPL1会促进小鼠NPC细胞发生肺转移和腹股沟淋巴结转移，而circRILPL1敲低组的肿瘤细胞转移较少。综上表明，过表达circRILPL1在体外和体内均促进了NPC细胞的增殖、迁移和侵袭。



图2 circRILPL1在体内和体外促进NPC细胞的增殖、迁移和侵袭

circRILPL1激活Hippo-YAP信号通路

作者利用LC-MS/MS技术对过表达circRILPL1的NPC细胞系进行蛋白质组学分析，结果显示Hippo信号通路中有11种蛋白质被富集。通过WB实验结果表明，Hippo信号通路中的核心蛋白YAP（Ser127和Ser397）和LATS1的磷酸化会因circRILPL1的过表达或敲低而受到调节，而MST1没有显著变化。荧光素酶报告基因结果显示，过表达circRILPL1显著增强了YAP的转录活性，而敲低circRILPL1则产生了相反的结果。此外，作者通过划痕实验和transwell分析发现，过表达YAP可以逆转circRILPL1敲低对NPC细胞迁移和侵袭的抑制作用。而且，MTT和克隆形成测定结果显示，过表达YAP逆转了circRILPL1敲低对NPC细胞增殖的抑制作用。总之，circRILPL1在NPC细胞中的功能依赖于YAP信号通路的激活。

图3 circRILPL1激活Hippo-YAP信号通路

circRILPL1与ROCK1结合，抑制LATS1-YAP激酶级联反应

为了探索circRILPL1调节Hippo-YAP信号通路的机制，作者通过质谱法鉴定RNA pull-down产物，发现circRILPL1不直接结合LATS1或YAP，但与ROCK1结合。接着，作者用RNA pull-down和RIP实验，结合IF-FISH的共定位结果，证实了circRILPL1与ROCK1互作。WB结果显示，在过表达circRILPL1的NPC细胞中利用siRNA敲低ROCK1的表达水平，显著抑制了LATS1的去磷酸化，从而抑制了YAP去磷酸化并导致YAP蛋白水平显著降低，表明circRILPL1与ROCK1互作在LATS1-YAP激酶级联反应中发挥重要作用。

图4 circRILPL1与ROCK1互作来抑制LATS1-YAP激酶级联反应

circRILPL1与IPO7结合，促进YAP蛋白发生核易位

作者在与circRILPL1结合的pull-down产物中发现了一种核转运受体IPO7，并且用RNA pull-down、RIP和IF-FISH证实了circRILPL1和IPO7之间存在相互作用。通过核质分离定量分析，结合免疫荧光结果，发现过表达circRILPL1能诱导IPO7进入细胞核，而敲低circRILPL1则减少了IPO7入核。IP和免疫荧光结果显示，过表达circRILPL1使IPO7和YAP之间的结合显著增强。综上表明，circRILPL1介导了IPO7和YAP之间的结合。WB结果显示，敲低IPO7会阻碍circRILPL1诱导YAP从细胞质易位到细胞核，并抑制YAP转录活性，表明circRILPL1在一定程度上依赖于IPO7蛋白诱导YAP核易位。

图5 circRILPL1与IPO7互作来促进YAP核易位

circRILPL1-YAP信号传导促进CAPN2和PXN的转录

作者分析circRILPL1过表达后的差异表达基因，发现circRILPL1-YAP信号传导通路能激活在细胞迁移和侵袭中起重要作用的基因CAPN2和PXN。此外，qRT-PCR和WB结果证实了circRILPL1可以使NPC细胞中CAPN2和PXN的mRNA表达和蛋白水平上调。过表达YAP促进了CAPN2和PXN的转录，而敲低YAP抑制其转录。而且，过表达YAP能逆转由circRILPL1敲低引起的CAPN2和PXN转录水平降低。ChIP实验结果显示，过表达circRILPL1促使YAP富集在CAPN2和PXN启动子区域。综上表明，circRILPL1通过激活YAP来促进CAPN2和PXN的转录。

图6 circRILPL1-YAP信号传导促进CAPN2和PXN的转录

总结：

circRILPL1通过结合并激活ROCK1来抑制LATS1激酶，从而抑制YAP的磷酸化；circRILPL1与核转运受体IPO7互作，使YAP与IPO7结合，从而增强YAP核易位；而YAP可以激活CAPN2和PXN的转录表达。总的来说，circRILPL1通过结合ROCK1和IPO7，协同调节YAP的激活及其核易位，诱导NPC细胞发生增殖、迁移和侵袭，在鼻咽癌肿瘤发生中发挥关键的致癌作用。

图7 circRILPL1在NPC细胞中介导的分子机制

参考文献：

[1] Chen, Y.P., et al., Nasopharyngeal carcinoma. Lancet, 2019. 394(10192): p. 64-80.

[2] Zhou, D.N., et al., Integrated analysis of transcriptome profiling predicts potential lncRNA and

circRNA targets in human nasopharyngeal carcinoma. Oncol Lett, 2020. 19(4): p. 3123-3136.

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41418-023-01171-8

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鼻咽癌（NPC）具有独特的地理分布的恶性肿瘤，多发于我国华南地区[1]。由于鼻咽癌的早期症状不明显或不明确，早期诊断率较低且易于转移导致的放化联合治疗效果不佳是鼻咽癌治疗失败和患者死亡的主要原因。因此，深入了解鼻咽癌转移的分子机制，明确早期诊断生物标志物和新的治疗靶点已成为该领域迫切的科学挑战。

环状RNA（circRNAs）是一类新的非编码RNA，由于具有高稳定性等特殊的分子特性，导致其在多种疾病尤其是在癌症的进展中发挥着重要作用[2]。然而，它们在NPC发生和转移中的作用和潜在机制仍不完全清楚。研究发现源自PVT1基因的circPVT1在NPC中高丰度，circPVT1可能是是鼻咽癌转移过程的关键调节因子，可能作为鼻咽癌诊断和治疗的新生物标志物或靶点。探究circRNA在NPC中的调节机制能够为广大NPC患者的早期诊断和治疗预后提供新思路。

2022年10月5日，中南大学肿瘤研究所副所长向波教授在Molecular Cancer发表了题为Circular RNA circPVT1 promotes nasopharyngeal carcinoma metastasis via the β-TrCP/c-Myc/SRSF1 positive feedback loop的文章。在本项研究中，作者发现circPVT1能够促进鼻咽癌细胞的侵袭和转移。机制上，circPVT1通过与β-TrCP（一种E3泛素连接酶）结合来抑制c-Myc的蛋白酶体降解，从而改变了鼻咽癌细胞骨架重塑和细胞粘附，最终促进了鼻咽癌细胞的侵袭和转移。此外，c-Myc转录可以上调SRSF1（一种RNA剪接因子）的表达，增强circPVT1生物合成形成正反馈。本文的研究结果揭示了circPVT1在NPC进展中的重要作用，circPVT1可作为鼻咽癌患者的预后生物标志物或治疗靶点。

 

1. 鼻咽癌中circPVT1的高表达与预后不良相关

作者结合两组RNA测序数据分析得出circPVT1在NPC中显著高表达，qRT-PCR和Sanger测序实验证实circPVT1来自8号染色体的一个lncRNA基因PVT1通过反向剪接形成。核质分离试验和荧光原位杂交证实circPVT1主要分布在细胞质，作者利用qRT-PCR实验发现circPVT1在NPC组织中高表达，原位杂交也证实了这一发现。另外，circPVT1的高表达与鼻咽癌患者的不良预后、临床分期、N分期和远处转移呈正相关。这些数据表明，circPVT1在鼻咽癌组织中有较高的表达并参与了鼻咽癌的发生发展过程。

图1. circPVT1在鼻咽癌中高表达并导致预后不良

 

2. circPVT1促进鼻咽癌细胞在体内外的侵袭和转移

作者利用过表达/敲低实验、划痕实验、Transwell实验来探究circPVT1对NPC细胞侵袭和转移的影响。结果显示过表达circPVT1后，NPC细胞的迁移和侵袭能力显著增强，而对NPC的细胞生长和增殖没有影响。作者建立过表达或低表达的肺转移模型，发现circPVT1过表达组的肺结节数量显著高于对照组。然后，作者通过裸鼠腹股沟淋巴结转移模型、发现circPVT1组的腹股沟淋巴结大于对照组，IHC实验表明circPVT1组淋巴结中泛细胞角蛋白阳性表达显著高于circPVT2敲除组。这些结果表明，circPVT1在体外和体内均可促进鼻咽癌的侵袭和转移。

图2.circPVT1促进鼻咽癌细胞的迁移和侵袭

3. circPVT1通过结合β-TrCP促进鼻咽癌细胞的迁移和侵袭

作者为了探究circPVT1在鼻咽癌转移过程中的作用机制，利用生物素标记的circPVT1探针下调circPVT1鉴别了PVT1周围的结合蛋白，并利用RNA下拉实验、RIP实验、数据库预测等方法发现并证实了β-TrCP与circPVT1中230-280nt的片段结合作用。作者利用RNA下拉和RIP实验经过对照实验，发现circPVT1与β-TrCP的结合位点为β-TrCP的WD40结构域。划痕实验和Transwell实验进一步表明，过表达β-TrCP可以抑制NPC细胞的迁移和侵袭。综上所述，circPVT1与β-TrCP的WD40结构域相互作用，从而促进鼻咽癌细胞的迁移和侵袭。

图3. circPVT1通过与β-TrCP结合促进鼻咽癌细胞的迁移和侵袭

 

4. c-Myc与β-TrCP结合并充当其泛素化底物

作者过表达或敲低circPVT1后发现circPVT1不影响β-TrCP的表达，所以推测circPVT1可能通过影响β-TrCP与其底物的结合来调节其下游蛋白的表达。作者运用Co-IP实验、质谱分析等技术鉴定了260种蛋白，发现c-Myc对β-TrCP表现出高亲和力。经过一系列的Co-IP证实了β-TrCP的WD40结构域与c-Myc之间的结合。作者还发现β-TrCP的过度表达增强了鼻咽癌细胞中c-Myc的泛素化，并降低了c-Myc蛋白水平。划痕实验和Transwell试验表明，β-TrCP的过度表达抑制了NPC细胞的迁移和侵袭性。

图4. c-Myc是β-TrCP的泛素化底物

5. circPVT1阻断β-TrCP与c-Myc的结合并抑制c-Myc泛素化

作者发现Co-IP结果提示β-TrCP的WD40重复结构域可能占据了c-Myc结合所必需的WD40重复结构域，从而导致β-TrCP泛素化程度降低。所以作者又进行了Co-IP、RNA下拉、过表达/敲除等操作，发现β-TrCP的WD40重复序列与C-Myc和circPVT1竞争性结合。在NPC细胞中过表达circPVT1降低了β-TrCP与c-Myc的相互作用，原因是减少了c-Myc与β-TrCP的WD40重复结构域的结合。circPVT1的过表达会显著抑制c-Myc蛋白的泛素化，c-Myc蛋白的稳定性也随之增加。以上结果表明，circPVT1通过与β-TrCP竞争性结合，阻断β-TrCP与c-Myc的相互作用，从而稳定c-Myc蛋白，从而阻止β-TrCP介导的泛素化和c-Myc的降解。

图5. circPVT1阻断β-TrCP与c-Myc的结合并抑制c-Myc泛素化

 

6. circPVT1通过调节细胞黏附和细胞骨架重塑促进鼻咽癌细胞的迁移和侵袭

为了进一步探索下游基因，作者使用质谱仪检测circPVT1过表达后的蛋白质组图谱，对鉴定出的231个蛋白进行生物学功能分析，发现大部分与细胞粘附、细胞连接、细胞骨架相关。作者还通过上游因子分析发现，这其中与受c-Myc调控的蛋白不在少数。因此，原子力显微镜检测显示，过表达后的NPC细胞硬度和粘附性降低。进一步试验表明circPVT1可以诱导RhoA、RhoC和Vimentin的表达，而降低E-钙粘蛋白的表达，这些都是细胞黏附连接和细胞骨架重塑途径有关的几个关键分子。而c-Myc的下调则逆转了circPVT1诱导的RhoA、RhoC和Vimentin的上调，以及PVT1周围E-钙粘蛋白表达的降低。综上所述，细胞黏附连接和细胞骨架重塑是通过PVT1/β-TrCP/c-Myc轴来调节的。


图6. circPVT1通过调节细胞粘附和细胞骨架重塑促进NPC细胞的迁移和侵袭

 

7. c-Myc通过上调和募集SRSF1促进CircPVT1生物合成

最后为了探明整个通路，作者运用c-Myc过表达/敲除、qRT-PCR、生信分析等方法，发现了circPVT1启动子区有三个c-Myc潜在结合位点，过表达c-Myc可以增加circPVT1的转录水平，荧光素酶报告和ChIP-qPCR结果表明c-Myc可以促进circPVT1的转录。作者利用生信预测、RIP、过表达实验证实了剪接因子SRSF1能够促进鼻咽癌细胞中circPVT1的生物发生。Co-IP实验揭示了c-Myc和SRSF1之间的相互作用，c-Myc可以作为转录因子促进SRSF1的表达。IHC结果显示circPVT1的强度与NPC组织中c-Myc和SRSF1的水平呈正相关。这些结果表明，c-Myc不仅作为促进基因转录的转录因子，而且还增强了circPVT1前体的剪接，从而通过将转录与剪接结合促进了circPVT1的生物合成。

图7. c-Myc通过招募SRSF1来将转录与剪接偶联进而促进circPVT1的生成

小结

该项研究探明了circPVT1在鼻咽癌细胞中的调节机制，证实了circPVD1通过与β-TrCP的结合抑制了泛素介导的c-Myc降解，这阻断了泛素E3连接酶β-TrCP与其靶c-Myc之间的相互作用，与此同时circPVT1还受到c-Myc和SRSF1的正向共调节。整个通路也是导致细胞骨架重塑和细胞粘附调节，并最终促进鼻咽癌细胞迁移和侵入的原因所在。该研究为鼻咽癌进展机制和鼻咽癌患者治疗的潜在靶点提供了新的见解。

原文链接

https://doi.org/10.1186/s12943-022-01659-w

参考文献

[1] Chen, Y.-P. et al. Nasopharyngeal carcinoma. The Lancet 394, 64–80 (2019).

[2] Wang, Y. et al. The influence of circular RNAs on autophagy and disease progression. Autophagy 18, 240–253 (2022).

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]]> //www.xjpih.com/?feed=rss2&p=9148 0 Mol Cancer | circRNF13参与泛素化修饰，促进鼻咽癌糖酵解 //www.xjpih.com/?p=8509 //www.xjpih.com/?p=8509#respond Tue, 07 Sep 2021 06:52:03 +0000 //www.xjpih.com/?p=8509 鼻咽癌（NPC）是一种起源于鼻咽上皮的恶性肿瘤。NPC早期症状不明显，但NPC有很强的侵袭和转移倾向。大部分患者会发生颈部淋巴结转移，晚期患者会出现颅底的浸润生长。目前，对于NPC发展尤其是转移的机制仍然不清楚。只有进一步了解发病机制后才能采取有效的治疗策略来对抗疾病。CircRNAs是近年来新发现的一类非编码核糖核酸，具有十分稳定的环状结构。随着高通量测序技术的发展，circRNAs被大量发现，越来越多的研究证明circRNAs在人类疾病的发生发展过程中发挥重要作用。尽管许多circRNAs已经被鉴定，但是在NPC中大部分的circRNAs的功能仍然不清楚。

细胞内蛋白质泛素化是一种重要的翻译后修饰，广泛存在于真核细胞中。绝大多数细胞内蛋白质通过泛素依赖性蛋白酶体途径降解。SUMO2是SUMO家族成员，调控泛素样蛋白修饰过程。GLUT1是葡萄糖转运蛋白的一种，在各种肿瘤中的高表达，如肝癌、胃癌和乳腺癌，与恶性表型的调节有关，如肿瘤转移和增殖[1,2]。虽然对GLUT1的转录调控研究较多，但是对GLUT1翻译后的修饰研究相对较少，尤其是泛素化修饰。仅有少量研究发现，SALL4将泛素连接酶CUL4B募集到GLUT1，进而降低了GLUT1表达水平；泛素连接酶家族SCF复合物Skp2通过泛素化Akt降低GLUT1的表达并抑制肿瘤细胞的糖酵解[3.4]。

为进一步揭示GLUT1翻译后的泛素化修饰。上周，熊炜研究员和曾朝阳研究员（中南大学肿瘤研究所）共同通讯在Mol Cancer发表文章Circular RNA circRNF13 inhibits proliferation and metastasis of nasopharyngeal carcinoma via SUMO2。研究结果揭示了一个新的circRNF13通过 circRNF13-SUMO2-GLUT1轴在NPC的发展中起着重要的作用。本研究提示circRNF13通过与SUMO2结合介导NPC糖酵解，为进一步阐明NPC病的发病机制和靶向治疗提供了重要的理论依据。

 

 

 

如图1所示，作者对NPC细胞系进行高通量测序发现了一些没有被报道过的circRNAs。也有一些被报道在NPC中有功能的circRNAs，例如circMAN1A2在患者血清中高表达。这里作者选择circRNF13主要是因为其在NPC细胞高表达，而在NPE组织中没有高表达。熊教授课题组之前已有多篇研究发现，CircSETD3和CircCRIM1均在NPC的发展中发挥促癌基因的功能[5,6]。同时，也有其它的研究发现不同的circRNAs在NPC中发挥着促进或者抑制NPC发展的作用。

图1

 

作者利用二代测序技术在鼻咽癌细胞中筛选了一种新的环状RNA, circRNF13。使用RT-PCR和FISH荧光定位发现，相比于12例正常NPE标本，circRNF13在NPC标本中低表达，且主要分布在细胞核中。在功能上，采用MTT和流式检测细胞的增殖能力；使用划痕和Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力；利用克隆形成实验检测细胞的克隆能力；使用海马糖酵解应激试验检测细胞的糖酵解能力。发现circRNF13主要发挥抑癌功能。进一步通过体内实验发现，circRNF13在体内抑制鼻咽癌的增殖和转移。在机制上，如图2所示，通过circRNA Pull-down和双荧光素酶报告基因实验发现circRNF13与SUMO2基因的3 ‘ – UTR区域结合，延长SUMO2 mRNA 的一半寿命。GLUT1通过MPK-mTOR通路抑制糖酵解，最终导致鼻咽癌细胞的增殖和转移。而上调SUMO2通过泛素化则可以促进GLUT1降解。该研究探讨了circRNA参与泛素化修饰，影响鼻咽癌的糖酵解，为进一步阐明鼻咽癌的发病机制及靶向治疗提供了重要的理论依据。

图2

 

原文链接：https://doi.org/10.1186/s12943-021-01409-4

 

参考文献：

[1].Commander R, Wei C, Sharma A, Mouw JK, Burton LJ, Summerbell E, et al. Subpopulation targeting of pyruvate dehydrogenase and GLUT1 decouples metabolic heterogeneity during collective cancer cell invasion. Nat Commun. 2020;11(1):1533.

[2].Wang Y, Zhang X, Wang Z, Hu Q, Wu J, Li Y, et al. LncRNA-p23154 promotes the invasion-metastasis potential of oral squamous cell carcinoma by regulating Glut1-mediated glycolysis. Cancer Lett. 2018;434:172–83.

[3].Kim J, Xu S, Xiong L, Yu L, Fu X, Xu Y. SALL4 promotes glycolysis and chro-matin remodeling via modulating HP1alpha-Glut1 pathway. Oncogene. 2017;36(46):6472–9.

[4].Chan CH, Li CF , Yang WL, Gao Y, Lee SW, Feng Z, et al. The Skp2-SCF E3 ligase regulates Akt ubiquitination, glycolysis, herceptin sensitivity, and tumorigenesis. Cell. 2012;149(5):1098–111.

[5].Tang L, Xiong W, Zhang L, Wang D, Wang Y, Wu Y, et al. circSETD3 regulates MAPRE1 through miR-615-5p and miR-1538 sponges to promote migration and invasion in nasopharyngeal carcinoma. Oncogene. 2021;40(2):307–21.

[6].Hong X, Liu N, Liang Y, He Q, Yang X, Lei Y, et al. Circular RNA CRIM1 functions as a ceRNA to promote nasopharyngeal carcinoma metastasis and docetaxel chemoresistance through upregulating FOXQ1. Mol Cancer. 2020;19(1):33.

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