本月上旬的circRNA研究文献共计15篇，涉及脂肪肝、肝炎、高血压、狼疮性肾炎、妊娠糖尿病和卵巢子宫癌等12个疾病方向，这些研究为circRNA在各疾病领域的作用机制提供了很好的前期研究基础。在circRNA的技术应用方面，来自德国吉森大学医学院生化所的研究人员构建了人工circRNA分子，可以吸附丙肝细胞中的miR-122，进而阻止HCV病毒蛋白形成，缓解丙型肝炎，下面我们一起了解下该项研究的具体内容。

人造circRNA分子阻止丙型肝炎病毒进程

论文题目：Functional sequestration of microRNA-122 from Hepatitis C Virus by circular RNA sponges.

杂志：RNA biology 影响因子：3.9分

通讯作者单位：德国吉森大学

研究者将丙型肝炎病毒（HCV）引起的肝炎作为研究对象，HCV是一种单链RNA病毒，缺乏5’帽子结构，可通过高度结构化的内部核糖体进入位点IRES启动蛋白翻译，HCV是肝脏细胞特异性病毒，已有研究表明HCV的这种嗜肝细胞特性主要依赖人体内的miR-122分子，HCV病毒基因组5’端存在两个miR-122的结合位点，miR-122可保护病毒RNA免受Xrn-1的核酸外切降解，增强病毒复制和病毒蛋白的翻译，从而促进HCV的繁殖。因此miR-122已成为丙型肝炎药物治疗的主要靶标之一，基于miR-122的锁核苷酸LNA药物已进入二期临床试验。

人工circRNA体外设计合成

由于circRNA的环形结构，不存在5’和3’的游离末端，在细胞中的稳定性比线性分子更强，因此研究者考虑将包含miRNA-122结合位点（串联重复）的序列体外人工合成circRNA分子。

图注：人工构建circRNA序列及T4连接酶成环示意图（A,B），Nothern blot验证体外合成的circRNA分子。人工合成的circRNA即存在细胞质也存在于细胞核中（图E）。

该人工设计的circRNA组成序列，主要包含4个部分，含有miR-122结合位点的8聚体（图A蓝色区段），随机改组的序列（图A灰色区段），红色区段的互补配对茎部序列（利于序列成环），序列前端的T7转录启动子序列和酶切位点。将设计合成好的DNA序列克隆到pCR2.1载体，转录后得到的RNA序列最后用T4连接酶进行连接即可得到合成的circRNA。

CircRNA不仅可以吸附miRNA，还可以吸附结合蛋白，设计结合蛋白的circRNA分子或许更容易实现，可以推测的是人工合成的circRNA可通过隔离miRNA分子抑制病毒的复制，是否也可以隔离有利于病毒扩增的蛋白，进一步抑制病毒进程将是特别有意思研究方向，也为circRNA应用与疾病治疗打开了一扇新的大门。

人工circRNA可抑制HCV蛋白翻译

研究者使用非感染性HCV /萤光素酶报道系统，其中HCV多蛋白开放阅读框（ORF）的主要部分被萤光素酶ORF替代，保留HCV核心蛋白编码序列的天然起始密码子和前33nt，维持内部核糖体进入位点的结构。转染HuH-7.5细胞后检测荧光值判断人工circRNA抑制蛋白翻译的作用。

图注：荧光素酶报告实验显示人工circRNA可一直HCV病毒的翻译。

人工circRNA的作用与优势

最后研究者也阐述了人工circRNA的其他可能应用及优势，为circRNA进入疾病治疗的研究提供了参考方向。

  1. 外显子来源的circRNA定位在细胞质，人工circRNA可进入细胞核，可作为染色质重塑、转录调控和RNA前体剪切的分子工具；
  2. 目前开发的miRNA诱饵LNA锁核苷酸药物，由于LNA修饰的特性，在人体聚集不可降解，存在肝脏毒性效益，人工circRNA模拟自然circRNA分子存在代谢途径可避免此效益；
  3. 人工合成circRNA可以通过多种方法实现，除T4连接酶体外连接，还可以通过tRNA的剪接机制生成或构建通用过表达质粒（如吉赛pCD-ciR系列circRNA过表达载体）；

文献统计表

序号 主要内容 论文标题 杂志 IF 单位
1 二甲双胍诱导的非酒精性脂肪性肝病小鼠肝脏中编码转录组和非编码RNA的变化。 Metformin-Induced Changes of the Coding Transcriptome and Non-Coding RNAs in the Livers of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease Mice. Cell Physiol Biochem 5.1 北京医院
2 环状RNA在诱导多潜能干细胞和衍生心肌细胞中的表达模式研究 Signature of circular RNAs in human induced pluripotent stem cells and derived cardiomyocytes. stem cell res 4.21 苏州大学第一附属医院
3 雄性非洲爪蟾发育过程中circRNA表达模式研究 Identification of circular RNAs and their alterations involved in developing male Xenopus laevis chronically exposed to atrazine. Chemosphere 4.21 昆士兰环境健康科学联盟
4 人造海绵吸附功能circRNA吸附丙型肝炎中miR-122分子进而抑制肝炎的发展 Functional sequestration of microRNA-122 from Hepatitis C Virus by circular RNA sponges. RNA Biol. 3.9 德国吉森大学
5 宫颈癌中circRNA-000284吸附miR-206调控细胞增殖和侵袭的研究 Extensive profiling of circular RNAs and the potential regulatory role of circRNA-000284 in cell proliferation and invasion of cervical cancer via sponging miR-506. Am J Transl Res. 2.83 上海同济医院
6 环状RNA hsa_circ_0037911是原发性高血压的潜在风险因素 A potential risk factor of essential hypertension in case-control study: Circular RNA hsa_circ_0037911. BBRC 2.47 宁波大学医学院
7 妊娠糖尿病妇女胎盘绒毛中的环状RNA表达谱 Circular RNA expression profiles in placental villi from women with gestational diabetes mellitus. BBRC 2.47 南京妇幼保健院
8 环状RNA与卵巢子宫内膜异位症的关系 The Relationship of Circular RNAs With Ovarian Endometriosis. Reprod Sci 2.44 北京协和医科大学
9 在TGF-β1诱导的大鼠冠状动脉内皮细胞的EMT过程中的环状RNA差异表达鉴定。 Identification of differentially expressed circular RNAs during TGF-ß1-induced endothelial-to-mesenchymal transition in rat coronary artery endothelial cells. anatol j cardiol 1.19 南方医科大学
10 circRNA可成为卵巢子宫内膜异位症的新分子标记物 Identification of Circular RNAs as a Novel Biomarker for Ovarian Endometriosis. Chin Med J (Engl) 1.06 北京协和医科大学
11 CircRNAs作为胃肠道肿瘤中潜在的生物标志物的机遇和挑战。 CircRNAs as Potential Biomarkers in Gastrointestinal Tract Tumors: Opportunities and Challenges. Clin Lab 0.84
12 circHLA-C通过竞争性吸附miR-150影响狼疮性肾炎的研究 circHLA-C Plays an Important Role in Lupus Nephritis by Sponging miR-150. Mol Ther Nucleic Acids N/A 中国医科大学第一医院
13 全基因组鉴定致病性Basidiomycetous酵母新生隐球菌中的circRNAs表达模式 Genome-Wide Identification of circRNAs in Pathogenic Basidiomycetous Yeast Cryptococcus neoformans Suggests Conserved circRNA Host Genes over Kingdoms. Genes (Basel) N/A 北京师范大学
14 大肠癌转移细胞中的环状RNA表达谱研究 The Circular RNA Profiles of Colorectal Tumor Metastatic Cells. Front Genet. N/A 浙江省肿瘤医院
15 子宫内膜癌中环状RNA的转录组分析 Analysis of the circular RNA transcriptome in endometrial cancer. Oncotarget N/A 新南威尔士医院

参考文献见上表

 

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