隨著對RNA研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)，非編碼RNA的突變或表達異常與許多疾病的發(fā)生密切相關(guān)。ncRNA 可以按照不同長度上來劃分，例如長度大于200nt的ncRNA被稱為長鏈非編碼RNA（lncRNA），而長度低于50nt的則被稱為 small RNA，包括我們熟悉的miRNA。
此外，ncRNA還可以根據(jù)形態(tài)結(jié)構(gòu)區(qū)分為線性和非線性，環(huán)狀RNA（circRNA）即是一類分子呈封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)的特殊類型ncRNA。細胞中含量很高的ncRNA是rRNA 和tRNA ，研究相對透徹。近年來有關(guān)lncRNA、miRNA和circRNA在細胞中的生理、病理作用機制及其之間的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)得到越來越多的關(guān)注。
以往的研究證實，circRNA能作為miRNA海綿（sponge），解除miRNA對靶基因的抑制作用，從而調(diào)控基因表達，并在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。非編碼RNA不僅不是“垃圾RNA”，還有可能調(diào)動其它的類型的非編碼RNA，發(fā)揮重要作用！
2022年1月4日，來自香港中文大學醫(yī)學院、中山大學附屬第七醫(yī)院的研究團隊在Molecular Cancer在線發(fā)表了題為“CircRTN4promotes pancreatic cancer progression through a novel CircRNA-miRNA-lncRNApathway and stabilizing epithelial-mesenchymal transition protein”的文章。研究人員在胰島管腺癌（PDAC）中發(fā)現(xiàn)了一個新的促癌的circRNA- miRNA – lncRNA信號通路，且這3個分子均是非編碼RNA。除了調(diào)節(jié)lncRNA的表達外，研究還發(fā)現(xiàn)circRTN4能與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymaltransition, EMT）驅(qū)動蛋白RAB11FIP1相互作用，增強其穩(wěn)定性并促進EMT發(fā)生。研究結(jié)果拓寬了對circRNA在PDAC基因表達調(diào)控中的作用的認識。
在前期工作的基礎(chǔ)上，研究人員重點關(guān)注一種名為circRTN4的環(huán)狀RNA。細胞水平的檢測顯示，circRTN4在幾種不同類型的PDAC細胞系中均顯著上調(diào)。在88例PDAC患者中，circRTN4上調(diào)的患者比例高達60%。此外，在結(jié)直腸癌、喉部鱗狀細胞癌、頭頸部鱗狀細胞癌、卵巢癌、腎癌等多種腫瘤中也出現(xiàn)類似的結(jié)果。研究團隊分析了circRTN4的表達水平與臨床特征之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移的PDAC患者原發(fā)腫瘤中circRTN4表達水平顯著上調(diào)，提示PDAC原發(fā)腫瘤中circRTN4表達上調(diào)可能參與了腫瘤肝轉(zhuǎn)移。
為驗證這種相關(guān)性是否具有因果關(guān)聯(lián)，研究人員進行了細胞水平的circRNA敲降實驗，發(fā)現(xiàn)敲降circRNA后，PDAC細胞系的增殖、克隆形成、遷移和侵襲能力均較對照組明顯減弱。
基于小鼠移植瘤模型體內(nèi)實驗進一步證實了抑制circRNA后，腫瘤的生長放緩，凋亡增加，肝轉(zhuǎn)移減少。
體內(nèi)、體外實驗結(jié)果充分說明了circRTN4在促進PDAC細胞生長和侵襲中的重要性。接下來，研究人員試圖尋找該分子發(fā)揮作用的具體分子機制。借助生物信息學預(yù)測軟件，研究人員篩選了可能與circRTN4結(jié)合的miRNA，隨后通過熒光素酶報告分析、miRNA pull down、生物素標記等多種實驗手段證實了PDAC細胞circRTN4與miR-497-5p存在相互作用，并且circRNA通過經(jīng)典的“sponge”（吸附）效應(yīng)，抑制miR-497-5p的功能。
此前已有多個文獻報道m(xù)iR-497-5p通過靶向致癌HOTTIP-HOXA13通路（ HOTTIP是來源于HOXA的5′端的一個長鏈非編碼RNA。HOTTIP-HOXA13與疾病發(fā)生的關(guān)系非常密切）在PDAC中發(fā)揮抑癌作用。
那么，circRTN4會否通過“sponge”效應(yīng)抑制PDAC中的miR-497-5p，從而調(diào)控HOTTIP-HOXA13通路？相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)顯示，circRTN4的確通過抑制miR-497-5p，影響了lncRNA HOTTIP的表達，首次在PDAC中發(fā)現(xiàn)了由3個不同類型的非編碼RNA組成的circRTN4-miR-497-5p-lncRNAHOTTIP這一信號軸。
盡管circRNA-miRNA這種相互作用模式是circRNA在PDAC中報道較多的模式，但許多細胞系中circRNA的豐度都比miRNA低得多，表明circRNA在PDAC中可能有其他獨立于miRNA的作用機制。為解決這個問題，研究人員circRTN4尋找與之相互作用的蛋白質(zhì)，識別出了EMT驅(qū)動因子RAB11FIP1以及其與cirRTN4的結(jié)合位點。一系列實驗結(jié)果顯示，cirRTN4通過阻斷RAB11FIP1的泛素化來穩(wěn)定RAB11FIP1，促進N-cadherin、Slug、Snai1、Twist和Zeb1等EMT通路關(guān)鍵分子的表達，并促進PDAC的EMT。
總之，該研究揭示了一種新的促進PDAC進展的circRNA-miRNA-lncRNA途徑以及circRTN4通過阻斷泛素化促進EMT的機制，為circRTN4的促癌能力提供了新的視角。circRTN4或許能成為一種新的生物標志物和PDAC潛在治療靶點。
