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环状RNA在骨肉瘤中的作用研究进展

2021-08-06 07:30:22
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  论文

  An update on the roles of circular RNAs in osteosarcoma

  (环状RNA在骨肉瘤中的作用研究进展)

  摘要

  骨肉瘤是最常见的原发性骨恶性肿瘤,是一种肿瘤,被认为来自骨形成的间充质干细胞。肿瘤基因的异常激活和肿瘤抑制基因的失活通过体细胞突变和表观遗传机制在骨肉瘤中起着重要的致病作用。

  除了这些蛋白质编码基因的改变外,人们现在已经认识到,非编码RNA(NcRNAs)的调控失调(包括microRNAs(MiRNAs)、长非编码RNAs(IncRNAs)和最近发现的圆形RNAs(CircRNAs))对于骨肉瘤的发生和发展至关重要。

  CircRNAs是单链RNA,通过多种机制形成共价封闭环,作为基因组的重要调控元件。近年来,越来越多的研究表明,cRNA在骨肉瘤中也起着关键作用。本文综述了近年来圆环RNA转录组分析的研究进展及其在骨肉瘤进展中的作用。

  导言

  癌基因异常激活(如,COPS 3, PIK3CA, CARD 11, MYC)和肿瘤抑制基因的失活(例如,TP 53, Rb1, ATRX, DLG 2, BRCA 1/2)通过体细胞突变和表观遗传机制,在骨肉瘤中起着重要的致病作用。

  除了这些蛋白质编码基因的改变外,人们现在已经认识到,非编码RNA(NcRNAs)的调控失调(包括microRNAs(MiRNAs)、长非编码RNAs(IncRNAs)和最近发现的圆形RNAs(CircRNAs))对于骨肉瘤的发生和发展至关重要。

  CircRNAs是单链RNA,通过转录调控、选择性剪接、miRNAs海绵化以及与RNA结合蛋白的直接相互作用等多种机制,形成共价封闭环,作为基因组的重要调控元件。 Crna的一部分也保留了蛋白编码能力,并被发现在体内被翻译。

  骨肉瘤圆环RNA表达谱及整合分析

  Liu等人 从人骨肉瘤细胞系U2OS、MG 63、居屋、143 B和人正常成骨细胞hFOB 1.19中提取总RNA,再用RNase R消化去除线性RNA。然后扩增出丰富的圆环RNA,并将其转录成荧光互补RNA,在人圆环RNA阵列上杂交。

  在人骨肉瘤细胞株和hFOB 1.19细胞株(71例上调和181例下调的骨肉瘤细胞株中)共检测到252个圆环RNA的差异表达。然而,在选择的12种差异表达的cRNA中,只有cRNA 103801的上调和crRNA 104980的下调在骨肉瘤细胞株和人骨肉瘤组织中都得到了成功的验证,表明用细胞模型鉴定骨肉瘤特异性周期RNA的有效性不高。

  对于证实的圆环RNA 103801,它的表达与TANC 1(四肽重复序列,ankyrin重复序列和包含1的线圈)密切相关,这是以前在横纹肌肉瘤中报道的一种癌基因。在另一项研究中,xi等人用IlluminaHiSeq平台分析了三对骨肉瘤和癌旁组织中圆环RNA的表达。

  共检测到259个不同表达的圆环RNA(32例上调,127例在骨肉瘤中表达下调)。在经RNA测序鉴定的5对差异表达的crcRNA中,10对骨肉瘤和癌旁组织中CIRC_2137和CIRC_20403显著上调,CIRC_32279和CIRC_24831下调,表明测序结果总体上具有较高的有效性。

  对存在差异表达的圆环RNA的基因进行的途径富集分析进一步表明磷脂酰肌醇信号可能参与肿瘤的发生。磷脂酰肌醇信号是一种经常参与肿瘤发生的致癌途径。最近的一项研究使用PCR阵列对30例冰冻骨肉瘤及其相应的癌旁组织中的圆环RNA进行了分析。 作者鉴定了10种不同表达的cycRNAs(6个上调,4个下调),其中CIRC_001621为上调的圆环RNA。

  新发现的圆环RNA在骨肉瘤中的作用及机制

  结论和未来展望

  骨肉瘤是一种多因素、多步骤的综合性疾病,发病机制尚不清楚,亟待进一步努力。CircRNAs通过转录调控、选择性剪接调控、miRNAs海绵化以及与RNA结合蛋白的直接相互作用等多种机制,发挥着基因组中重要调控元件的作用。

  环RNA可能作为肿瘤抑制因子或激活剂在肿瘤中发挥作用,并已被应用于肿瘤转移和化疗耐药的调控中。综述了cRNA在骨肉瘤发生、发展过程中的重要作用,包括细胞凋亡、侵袭、生长、分化、迁移、耐药和恶病质等。

  作为骨肉瘤预后和诊断的重要生物标志物,圆环RNA是骨肉瘤治疗的潜在靶点之一。这种作为治疗手段的圆环RNA有着巨大的应用前景,为骨肉瘤的治疗提供了一种新的方法。

  以下是一些未来的研究建议。首先,圆环RNA如何参与骨肉瘤进展的更确切的机制需要进一步的研究,可能通过使用在线数据库。其次,进一步研究骨肉瘤中的圆环RNA需要使用唾液、尿液和血液等无创标本。第三,由于圆环RNA研究的目的是将cRNA应用于骨肉瘤的临床应用,因此还需要大量的临床标记物实验和细胞功能机制的研究。

 

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