欢迎来到“circRNA研究汇总”栏目，本栏目将为您带来circRNA领域的最新研究成果。本期我们精选了21篇最新文献，涵盖了circRNA的基础研究、功能探究以及与疾病的关联。请您紧跟circRNA研究的步伐，共同洞悉科研前沿的最新动态！
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01 增强翻译的多帽mRNA和环状RNA化学修饰和拓扑设计
标题：Chemical and topological design of multicapped mRNA and capped circular RNA to augment translation
杂志：Nat Biotechnol
影响因子：33.1
通讯作者：王潇（美国麻省理工学院）
DOI: 10.1038/s41587-024-02393-y
RNA翻译能力的提高有利于mRNA疗法开发和应用。研究报道了一种增强翻译的方法，称为基于连接的mRNA -寡核苷酸组装策略(LEGO)。研究团队系统地筛选了不同的化学拓扑基序，发现枝状帽mRNA可有效启动没有内部核糖体进入位点的线性或环状mRNA的翻译。帽结构的锁核酸(LNA) N7 -甲基鸟苷和5’ 非翻译区LNA + 5 × 2′ O-甲基两种化学修饰，可增强RNA-真核翻译起始因子(eIF4E-eIF4G)的结合，并通过抗脱帽增强RNA稳定性。研究通过对双帽状mRNA和环状RNA的多重化学拓扑工程，在体内将mRNA蛋白的产量提高了10倍，在严重急性呼吸综合征冠状病毒2型疫苗的初始剂量和增强剂量后，抗体的产量分别提高了17倍和3.7倍。LEGO平台为基础研究和治疗应用提供了工程RNA结构和拓扑结构的设计思路。
02 使用SPLASH2从原始测序读取中进行可扩展和无监督的结果
标题：Scalable and unsupervised discovery from raw sequencing reads using SPLASH2
杂志：Nat Biotechnol
影响因子：33.1
通讯作者：Julia Salzman（美国斯坦福大学）、Sebastian Deorowicz（波兰西里西亚技术大学）
DOI: 10.1038/s41587-024-02381-2
研究介绍了SPLASH2，一种基于高效k-mer计数方法实现快速可扩展的SPLASH，用于从广泛的测序技术和生物学中对大量数据集中进行调节序列变异检测。研究展示了SPLASH2在Cancer Cell Line Encyclopedia中单细胞RNA测序(RNA-seq)和bulkRNA-seq数据的生物学发现，包括癌症转录组中未注释的可变剪接和环状RNA的敏感检测。
03 环状RNA编码的致癌PIAS1变体通过调节STAT1的类泛素化（SUMOylation）和磷酸化之间的平衡，阻碍免疫原性铁死亡
标题：Circular RNA-encoded oncogenic PIAS1 variant blocks immunogenic ferroptosis by modulating the balance between SUMOylation and phosphorylation of STAT1
杂志：Mol Cancer
影响因子：27.7
通讯作者：孔令义教授、夏元铮副教授（中国药科大学），陈中主治医师（南京医科大学附属逸夫医院）
DOI: 10.1186/s12943-024-02124-6
背景：免疫检查点阻断(ICB)治疗尽管被广泛使用，但对黑色素瘤的临床反应率仍然很低。已知环状非编码RNA(circRNAs)在癌症进展中起着至关重要的作用，并且可能是限制ICB治疗有效性的关键因素。
方法：通过RNA-seq和Ribo-seq鉴定共给药后较单给药PD-1抑制剂下调的circRNA，从而发现具有高蛋白编码潜力的circPIAS1(小鼠mmu_circ_0015773，人has_circ_0008378)。采用荧光原位杂交法(FISH)测定circPIAS1在人和小鼠黑色素瘤细胞中的定位，以及在患者肿瘤和邻近组织中的存在。通过双荧光素酶报告基因试验和LC-MS/MS验证，circPIAS1能够编码一种108个氨基酸的新多肽(circPIAS1-108aa)。针对circPIAS1环化位点，合成特异性反义寡核苷酸(ASO)，降低其在细胞内的水平。使用CCK8、EdU和克隆形成试验评估黑色素瘤细胞的增殖变化。通过GSH、MDA和C11-BODIPY染色研究circPIAS1-108aa对黑色素瘤细胞铁凋亡过程的影响。采用Western Blot、IP和IP- MS技术研究circPIAS1-108aa对P-STAT1/SLC7A11/GPX4信号通路的影响，以及其对STAT1 SUMOylation和磷酸化平衡的影响。此外，利用黑色素瘤皮下移植瘤小鼠模型，检测降低circPIAS1水平和PD-1抑制剂的联合作用。
结果：与单独PD-1抑制剂组相比，共给药组circPIAS1表达明显下调，蛋白编码电位更高。circPIAS1主要定位于细胞核，与邻近组织相比，肿瘤组织中circPIAS1的表达明显上调，在促进癌细胞增殖中起着至关重要的作用。该circRNA可以编码由108个氨基酸组成的独特多肽，通过该多肽发挥促癌功能，阻碍ICB治疗的有效性。在机制上，circPIAS1-108aa通过募集SUMO E3连接酶Ranbp2，增强STAT1的SUMOylation，从而重新激活SLC7A11/GPX4信号通路的转导，限制IFNγ诱导的免疫原性铁死亡。此外，ASO-circPIAS1联合PD-1抑制剂可有效抑制黑色素瘤生长，显著提高体内免疫药物的疗效。
结论：该研究揭示了黑色素瘤中免疫逃避的新机制，该机制由黑色素瘤中circPIAS1编码的一种独特的108aa肽驱动，该肽通过调节STAT1的SUMOylation和磷酸化之间的平衡，显著阻碍了ICB治疗引发的免疫原性铁死亡。研究揭示了circPIAS1-108aa是限制黑色素瘤免疫治疗效果的关键因素，并提出了改善ICB治疗结果的有希望的策略。
04 CircLIFRSA/miR-1305/PTEN轴通过调节AKT磷酸化，减弱非小细胞肺癌的恶化过程
标题：CircLIFRSA/miR-1305/PTEN axis attenuates malignant cellular processes in non-small cell lung cancer by regulating AKT phosphorylation
杂志：Mol Cancer
影响因子：27.7
通讯作者：龚朝辉教授（宁波大学）
DOI: 10.1186/s12943-024-02120-w
背景：非小细胞肺癌(NSCLC)通常在晚期诊断，这限制了治疗干预的有效性。该团队旨在探研究新发现的circLIFRSA在PTEN/AKT信号通路中的作用及其在非小细胞肺癌恶性过程中的作用。
方法：通过芯片分析鉴定circLIFRSA的表达，并通过RT-qPCR定量检测其在NSCLC样本中的表达水平。通过MTT法、集落形成法和流式细胞术评估circLIFRSA对细胞生长、增殖、凋亡和细胞周期的影响。此外，采用Western blotting分析PTEN和磷酸化AKT (pAKT)在NSCLC细胞中的表达。
结果：circLIFRSA在非小细胞肺癌细胞和组织中的表达明显降低。这种下调与各种临床病理特征相关，并表明其作为非小细胞肺癌早期诊断生物标志物的潜力。重要的是，circLIFRSA在非小细胞肺癌细胞中抑制细胞生长和增殖，同时促进细胞凋亡。circLIFRSA通过miR-1305/PTEN轴和抑制AKT磷酸化，减弱NSCLC细胞的恶性过程。
结论：结果表明circLIFRSA /miR-1305/PTEN轴通过调节AKT磷酸化，减弱恶性过程，并为circLIFRSA作为NSCLC早期诊断的生物标志物和有希望的治疗靶点的潜力提供了新的见解。
05 使用合成环状RNA spike-ins(SynCRS)对环状RNA测序数据进行规范化
标题：Use of synthetic circular RNA spike-ins (SynCRS) for normalization of circular RNA sequencing data
杂志：Nat Protoc
影响因子：13.1
通讯作者：Simon J Conn（澳大利亚弗林德斯大学）
DOI: 10.1038/s41596-024-01053-4
高通量RNA测序能够量化转录物丰度和鉴定生物样品中的新转录物。其中包括环状RNA (circRNAs)。然而，由于外切酶酶切、文库制备和RNA测序本身引入的混淆错误，RNA测序文库之间环状RNA的定量和比较仍然具有挑战性。该研究描述了一组合成的环状RNA spike-ins称为“SynCRS”，可以在切外酶切和文库制备之前直接添加到纯化的RNA样品中。SynCRS可以单独或以不同大小和丰度的组合形式引入，可以集成到所有下一代测序工作流程中，并且至关重要的是，可以促进样品，组织类型，物种和实验室之间circRNA转录物丰度的定量校准。
论文中分步方案详细介绍了SynCRS的生成，并指导用户对SynCRS和RNA样品的化学计量学，促进文库之间circRNA定量比较，以及所需的生物信息学步骤。除高通量circRNA测序和生物信息学之外，实验室生产SynCRS的步骤还需要额外的3天时间。该操作适用于具有分子生物学和生物信息学基础经验的研究者。
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