综述：非编码RNA和外泌体RNA在结直肠癌中的调控作用：聚焦于血管生成

《Clinical and Experimental Medicine》：Regulatory roles of non-coding and exosomal RNAs in colorectal cancer: spotlight on angiogenesis

本综述系统阐述了非编码RNA（ncRNA）在结直肠癌（CRC）血管生成中的核心作用。文章重点解析了microRNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）、环状RNA（circRNA）及外泌体ncRNA构成的复杂调控网络，揭示了其通过竞争性内源RNA（ceRNA）机制（如“分子海绵”作用）调控血管内皮生长因子（VEGF）、缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）等关键通路，影响肿瘤血管生成。文章指出，这些ncRNA分子有望成为CRC诊断的新型生物标志物和抗血管生成治疗的潜在靶点，为改善CRC患者预后提供了新的研究方向。

　　

引言

结直肠癌（CRC）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其高死亡率主要归因于肿瘤的转移潜能。尽管手术和化疗等传统治疗方法取得了进展，但治疗抵抗和复发仍然是主要挑战。近年研究发现，非编码RNA（ncRNA）在CRC进展中扮演关键角色，特别是在驱动血管生成（Angiogenesis）方面。血管生成是肿瘤生长和转移所必需的新血管形成过程，受到多种因子的精密调控。本综述将聚焦于各类ncRNA，包括微小RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）、环状RNA（circRNA）以及外泌体ncRNA，在CRC血管生成中的复杂调控网络及其潜在临床应用价值。

血管生成与结直肠癌

实体肿瘤的生长离不开新生血管网络为其提供营养和氧气。当肿瘤体积超过2-3毫米时，就必须启动血管生成过程。这一过程涉及多种调控因子的协同作用，例如碱性成纤维细胞生长因子-2（FGF-2）、基质细胞衍生因子-1α/β（SDF-1α/β）、血管内皮生长因子-A（VEGF-A）等。其中，缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的激活是触发血管生成的关键。HIF-1α可上调VEGF等促血管生成因子的表达，进而促进内皮细胞增殖、迁移和最终形成新的血管网络。此外，肿瘤细胞还能通过血管生成拟态（Vasculogenic Mimicry, VM）形成无内皮细胞的管状结构，进一步支持肿瘤生长。

MicroRNA与结直肠癌血管生成

miRNA是一类长度约18-22个核苷酸的非编码RNA，通过与其靶信使RNA（mRNA）的3‘非翻译区（3’UTR）结合，导致mRNA降解或翻译抑制，从而在转录后水平调控基因表达。

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  miR-148a：在CRC中表达下调。研究表明，miR-148a可通过靶向ROCK1和c-Met，进而下调HIF-1α/Mcl-1轴和VEGF的表达，从而抑制CRC细胞增殖、迁移并诱导凋亡。在体内实验中，miR-148a还能增强抗血管生成药物贝伐珠单抗（Bevacizumab）的疗效。血液中miR-148a的水平可能与转移性CRC患者接受贝伐珠单抗治疗后的预后相关。
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  miR-1290：在CRC组织中表达上调，发挥癌基因（OncomiR）功能。它通过靶向并抑制血小板反应蛋白1（THBS1）、ScaI和DKK3等抑癌基因的表达，促进CRC细胞的增殖、迁移和血管生成。
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  miR-450a-5p/SOX2轴：SOX2是维持癌症干细胞（CSC）特性的关键转录因子。miR-450a-5p通过靶向SOX2的3‘UTR抑制其表达，进而负调控CRC的干细胞特性、血管生成和VM。临床样本分析显示，SOX2高表达而miR-450a-5p低表达的CRC患者预后较差。
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  miR-181a：表达上调，通过直接靶向抑癌基因SRCIN1，解除对SRC激酶的抑制，激活SRC信号通路，最终导致VEGF表达增加，促进血管生成。
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  miR-590-5p：表达下调，它通过靶向核因子90（NF90）来抑制VEGFA mRNA的稳定性和蛋白合成，从而抑制CRC的血管生成和转移。研究还发现NF90与miR-590-5p之间存在负反馈调节回路。
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  miR-125a-3p：表达下调，可通过靶向岩藻糖基转移酶5和6（FUT5和FUT6），影响PI3K/Akt信号通路，抑制CRC细胞的增殖、迁移、侵袭和血管生成。

lncRNA与miRNA在CRC中的相互作用：聚焦血管生成

lncRNA是一类长度超过200个核苷酸的非编码RNA。它们的一个重要功能是作为竞争性内源RNA（ceRNA）或“分子海绵”，吸附特定的miRNA，使其无法与靶mRNA结合，从而间接上调靶基因表达。

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  HNF1A-AS1：在CRC中表达上调，与不良预后相关。功能上，HNF1A-AS1可通过吸附miR-93-5p，解除其对细胞周期蛋白D1（CCND1）的抑制作用，促进CRC细胞增殖、迁移和血管生成。此外，HNF1A-AS1的RNA稳定性还受到METTL3介导的N6-甲基腺苷（m⁶A）修饰的调控，并与胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白2（IGF2BP2）协同稳定CCND1 mRNA。
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  OGFRP1：表达上调，可通过海绵作用吸附miR-423-5p，从而解除miR-423-5p对其靶基因CCCTC结合因子（CTCF）的抑制。OGFRP1/miR-423-5p/CTCF轴参与调控上皮-间质转化（EMT）、血管生成和细胞转移。
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  LINC00467：表达上调，通过海绵作用吸附miR-128-3p，进而上调miR-128-3p的靶基因VEGFC的表达，促进CRC的进展和血管生成。
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  UCA1：是一个在多种癌症中研究的致癌lncRNA。在CRC中，UCA1通过海绵作用吸附miR-495，从而解除miR-495对其靶基因SP1和SP3的抑制。SP1/SP3可进一步诱导DNA甲基转移酶（DNMT）的表达，参与UCA1相关的肿瘤恶性表型，包括血管生成和5-氟尿嘧啶（5-FU）耐药。
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  LINC01232：在结肠腺癌（COAD）中高表达，通过海绵作用吸附miR-181a-5p，促进COAD细胞的增殖、血管生成、迁移和侵袭。

环状RNA与miRNA在CRC中的相互作用：聚焦血管生成

circRNA是一类呈闭合环状结构的非编码RNA，由于其缺乏自由末端，因此比线性RNA更稳定。circRNA同样可作为ceRNA，吸附miRNA，调控基因表达。

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  circ3823（hsa_circ_0001821）：在CRC组织和血清中表达上调，可作为潜在的诊断生物标志物。功能上，circ3823通过海绵作用吸附miR-30c-5p，解除其对转录因子7（TCF7）的抑制，进而上调TCF7的下游靶基因MYC和CCND1，促进CRC的增殖、转移和血管生成。circ3823的稳定性受m⁶A阅读蛋白YTHDF3和去甲基酶ALKBH5的调控。
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  circ-ERBIN：来源于ERBB2相互作用蛋白（ERBIN）基因，在CRC中高表达。它通过海绵作用吸附miR-125a-5p和miR-138-5p，从而上调其靶标eIF4E结合蛋白1（4EBP-1）。4EBP1的上调促进了HIF-1α蛋白的帽非依赖性翻译，激活HIF-1α通路，最终驱动CRC的血管生成和进展。
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  circ_0000467：表达上调，通过海绵作用吸附miR-4766-5p，进而上调Krüppel样因子12（KLF12）的表达，促进CRC细胞的增殖、迁移、侵袭和血管生成。
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  circ_0084615：表达上调，其生物发生受RNA结合蛋白EIF4A3的促进。circ_0084615通过吸附miR-599，解除miR-599对其靶基因ONECUT2的抑制，从而促进CRC的恶性进展和血管生成。
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  hsa_circ_0081069：表达上调，通过海绵作用吸附miR-665，进而上调E2F转录因子3（E2F3）的表达，促进CRC细胞的增殖、迁移、侵袭和血管生成。
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  hsa_circ_0003602：表达上调，通过吸附miR-149-5p，上调溶质载体家族38成员1（SLC38A1）的表达，影响谷氨酰胺代谢，促进CRC的肿瘤发生。

外泌体分选microRNA：外泌体microRNA与CRC血管生成

外泌体是细胞分泌的纳米级胞外囊泡，可作为细胞间通讯的重要媒介。肿瘤细胞分泌的外泌体可将特定的ncRNA传递至肿瘤微环境（TME）中的其他细胞，如内皮细胞，从而重塑微环境，促进血管生成。

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  外泌体miR-21-5p：CRC细胞分泌的外泌体可将miR-21-5p传递至内皮细胞。miR-21-5p通过靶向KRIT1，激活β-连环蛋白（β-catenin）信号通路，上调周期蛋白D1（Ccnd1）和VEGFa的表达，从而增加血管通透性和促进血管生成。
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  外泌体circCOL1A1：CRC细胞来源的外泌体circCOL1A1可被内皮细胞摄取。circCOL1A1通过招募EIF4A3蛋白，稳定Smad2/3 mRNA，激活Smad2/3信号通路，进而促进内皮细胞的血管生成。
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  外泌体miR-183-5p：CRC细胞分泌的外泌体miR-183-5p可被内皮细胞吸收，通过靶向叉头框蛋白O1（FOXO1），促进血管生成。
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  BAP31/miR-181a-5p/RECK轴：在CRC细胞中异常表达的BAP31可影响其外泌体中miRNA的组成。过表达BAP31的CRC细胞分泌的外泌体中miR-181a-5p水平升高，该miR被成纤维细胞摄取后，通过靶向RECK（一种基质金属蛋白酶抑制剂），促进成纤维细胞向癌症相关成纤维细胞（CAF）转化，进而诱导血管生成。
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  外泌体miR-221-3p：CRC患者血清来源的细胞外囊泡（EV）富含miR-221-3p。miR-221-3p可通过靶向内皮细胞中的细胞因子信号抑制物3（SOCS3），激活STAT3/VEGFR-2信号通路，促进内皮细胞迁移和管腔形成。

讨论与未来展望

ncRNA在调控CRC血管生成中扮演着关键角色，它们构成了一个复杂的ceRNA网络。在这个网络中，lncRNA和circRNA作为“分子海绵”吸附miRNA，间接上调促血管生成因子（如VEGF、HIF-1α）的表达，从而驱动肿瘤血管生成。外泌体则作为载体，将促血管生成的ncRNA在细胞间传递，放大其效应。

这些发现具有重要的转化医学潜力。首先，ncRNA（尤其是外泌体ncRNA）具有作为CRC诊断、预后预测和疗效监测生物标志物的潜力。其次，针对这些ncRNA网络开发治疗策略前景广阔，例如：使用miRNA模拟物恢复抑癌miRNA（如miR-148a）的功能；使用反义寡核苷酸（ASO）抑制致癌ncRNA（如致癌lncRNA/circRNA）的表达；或利用工程化外泌体进行靶向递送。

然而，将ncRNA研究转化为临床应用仍面临挑战，包括提高RNA疗法的体内稳定性和靶向递送效率，理解ceRNA网络的冗余性，以及评估潜在脱靶效应。未来的研究需要结合多组学数据和计算生物学，深入解析这一复杂网络，并开发更有效的递送系统，以期最终为CRC患者提供新的治疗选择。