编辑推荐：
为探究可变反向剪接事件（ABS）在结直肠癌（CRC）发生中的作用，研究人员分析 CRC 样本转录组测序数据。结果发现 ABS 事件在 CRC 中普遍存在，部分 ABS 环状 RNA（circRNAs）与肿瘤发生及预后相关。该研究为 CRC 诊疗提供新靶点。
在生命的微观世界里，基因的表达调控就像一场精密的交响乐，每一个音符都至关重要。环状 RNA（circRNAs）作为其中独特的 “旋律”，近年来备受关注。circRNAs 是一类由基因反向剪接形成的非多聚腺苷酸化 RNA，有着特殊的闭环结构。随着测序技术的进步，人们发现 circRNAs 广泛存在于人体样本中，极大地丰富了转录组的复杂性。它在多种生物过程和病理生理状态中发挥着关键作用，比如调控转录和剪接、影响 mRNA 稳定性和翻译等，在癌症领域，更是与肿瘤的发生、发展紧密相关。
然而，目前仍有许多谜团等待解开。一个基因位点可通过可变反向剪接事件（ABS）产生多种 circRNAs，但 ABS 事件在人类结直肠癌（CRC）中的普遍程度，以及它们如何参与 CRC 的发生发展，这些问题一直未得到充分探索。为了填补这些知识空白，来自徐州医科大学等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们希望通过深入研究，揭示 ABS 事件在 CRC 中的奥秘，为 CRC 的诊疗开辟新的道路。
最终，研究人员取得了一系列重要成果。他们的研究发表在《Journal of Translational Medicine》上，为该领域带来了新的曙光。
研究人员开展这项研究时，用到了多种关键技术方法。他们收集了来自苏州大学附属第一医院的 78 对 CRC 肿瘤及相应的良性相邻样本，还从 NCBI SRA 数据库和国家基因组数据中心获取了额外数据集，共 126 例原发性肿瘤和 50 例相邻正常组织样本。通过核糖体 RNA 去除的 RNA 测序（rRNA - depleted RNA - seq）获取数据，运用 CIRIquant 和 CIRCexplorer2 软件分别识别 circRNAs 和 ABS circRNAs。此外，还利用功能富集分析、生存分析、细胞实验和动物实验等方法深入探究相关机制。
下面来详细看看研究结果。
- 结直肠癌转录组中 circRNAs 的特征：研究人员对 126 例原发性 CRC 肿瘤和 50 例相邻良性样本进行 rRNA - depleted RNA - seq 分析。共鉴定出 303,667 个 circRNAs，其中 63.2% 来自外显子区域。定义至少在一个样本中每百万映射读取数（RPM）≥0.1 的 circRNAs 为高可信度 circRNAs，共得到 19,611 个，约一半在 circBase 数据库中有注释。研究还发现，基因的外显子越多，产生的 circRNAs 越多，且来自癌基因或抑癌基因的 circRNAs 数量显著更高。此外，CRC 肿瘤样本中多数 circRNAs（>92%）表达下调，其亲本基因在癌症相关通路中显著富集。
- CRC 样本中 ABS 事件的普遍性：利用 CIRCexplorer2 软件，研究人员在 CRC 样本中鉴定出 7142 个 ABS 事件（包含 13448 个高可信度 ABS circRNAs），占所有鉴定出的 circRNAs 的 68.8%，表明 ABS 事件在 CRC 中广泛存在。A5BS 事件比 A3BS 事件更普遍，且许多 circRNAs 同时参与 A5BS 和 A3BS 事件。ABS circRNAs 比其他 circRNAs 表达水平更高，与亲本基因的表达相关性也更强。随机选取的 A3BS 和 A5BS circRNAs 经实验验证真实存在。进一步研究发现，ABS circRNAs 更倾向于包含多个外显子，长度更长，且功能 circRNAs 在 ABS circRNAs 中的比例显著高于其他 circRNAs。
- CRC 中 ABS 事件的复杂性：根据属于特定 ABS 事件的 circRNAs 数量定义 ABS 事件的复杂性。多数 ABS 事件复杂性较低，仅包含两个 circRNAs，但也有部分事件包含超过五个 circRNAs。A5BS 事件的复杂性高于 A3BS 事件。ABS 事件在肿瘤抑制基因和癌基因中显著富集，如 PICALM 基因的 ABS 事件复杂性最高可达 9。研究还发现，Alu 元件数量和侧翼内含子长度对 ABS 事件复杂性有显著影响。
- CRC 特异性 ABS circRNAs 的特性：通过计算每个可变反向剪接位点的环状化位点使用百分比（PCU）值，研究人员鉴定出差异表达的 ABS（DE ABS）事件。共得到 256 个 DE A3BS circRNAs 和 296 个 DE A5BS circRNAs。KEGG 和 Reactome 通路数据库的基因集富集分析（GSEA）显示，这些 circRNAs 的亲本基因高度富集在癌症相关生物学通路中，表明 DE ABS circRNAs 在 CRC 肿瘤发生中起重要作用。
- 剪接因子与 DE ABS circRNAs 的失调网络：研究人员整合 67 个剪接因子（SFs），发现 54 个在 CRC 肿瘤和相邻正常组织样本中显著差异表达。通过计算 Spearman 相关系数，构建了包含 17 个差异表达 SFs 和 367 个 DE ABS circRNAs 的高可信度调控网络，表明 DE ABS circRNAs 可受 SFs 调控。不同 SFs 调控的 DE ABS circRNAs 数量差异较大，且各 SF 调控的子网在不同通路中显著富集。
- DE ABS circRNAs 在 CRC 中的预后价值：研究发现 116 个 DE ABS circRNAs 与远处转移相关，且均在远处转移患者中下调。在早期和晚期 CRC 患者中，也鉴定出一些差异表达的 circRNAs。通过单变量和多变量 Cox 回归分析，确定了 13 个 DE ABS circRNAs 可作为 CRC 患者总生存（OS）的独立预后指标，为临床评估提供了重要依据。
- circXPO1 - 1 和 circXPO1 - 2 在 CRC 中的不同作用：研究人员发现 XPO1 基因的 ABS 事件复杂性高达 8，其中 circXPO1 - 1 和 circXPO1 - 2 表达相对较高。circXPO1 - 2 主要定位于细胞质，在 CRC 肿瘤组织中显著下调，而过表达 circXPO1 - 2 可抑制 CRC 细胞的增殖、迁移和侵袭能力，在体内也表现出抑制肿瘤生长的作用，表明其可能是肿瘤抑制因子；circXPO1 - 1 主要定位于细胞核，对细胞增殖和转移无显著影响。RNA - seq 分析发现，circXPO1 - 2 过表达下调了 AKT/ERK 通路的关键正调控因子，KEGG 富集分析和 GSEA 结果进一步解释了其抑制 CRC 细胞增殖的机制。
研究结论和讨论部分意义重大。该研究全面描绘了结直肠癌中 ABS 事件的图谱，发现差异表达的 ABS circRNAs 与癌症特征密切相关。这不仅加深了人们对 circRNAs 在肿瘤发生中作用机制的理解，还为结直肠癌的诊断、预后评估和治疗提供了新的潜在靶点。例如，考虑到 circXPO1 - 2 的肿瘤抑制作用和 XPO1 的致癌作用，诱导从线性异构体到环状异构体的剪接转换可能成为治疗 CRC 患者的新策略。不过，目前仍有一些问题有待进一步研究，如 circXPO1 - 1 和 circXPO1 - 2 的转录调控机制等。但总体而言，这项研究为结直肠癌的研究和治疗开辟了新方向，有望推动该领域的进一步发展。
