综述：环状RNA（CircRNAs）：中枢神经系统疾病的新生物标志物和治疗靶点

环RNA（circRNAs）通过稳定性和特异性调控神经炎症、凋亡及信号通路在脑卒中、阿尔茨海默病和帕金森病中发挥关键作用，其作为诊断标志物和治疗的潜力受限于递送系统对血脑屏障穿透效率，当前研究聚焦于exosomes和脂质纳米颗粒（LNPs）的优化策略。

　　
近年来，环状RNA（circRNAs）作为神经退行性疾病和脑损伤的重要调控分子，其生物功能与临床转化价值受到广泛关注。circRNAs作为一类共价闭合的、非编码RNA分子，具有结构稳定、组织特异性表达和长期存在等特性，使其在脑部疾病中展现出独特的分子标记和潜在治疗靶点作用。

### 一、circRNAs的生物学特性与生成机制
circRNAs通过剪接体介导的倒置剪接形成，主要分为外显子环状RNA（ecircRNAs）、内含子环状RNA（ciRNAs）等类型。其生成机制涉及RNA结合蛋白（RBP）的调控，例如肌球蛋白blind（MBL）和QKI蛋白通过结合重复序列促进倒置剪接。ADAR1等RNA编辑酶则参与调控circRNA的稳定性。值得注意的是，circRNAs在脑组织中含量高达总RNA的40%，且可通过外泌体和脑脊液稳定存在，这为开发非侵入性检测方法提供了新思路。

### 二、circRNAs在神经疾病中的核心作用
#### 1. 中风病理机制
在急性缺血性脑卒中（AIS）中，circHIPK2、circTLK1等circRNAs通过调控mTOR通路、促炎因子分泌（如TNF-α）和血脑屏障完整性（BBB）实现双重作用。例如，circTLK1通过海绵效应抑制miR-335，激活TIPARP基因表达，加剧神经元损伤；而circ-FoxO3则通过抑制mTORC1活性促进自噬，修复BBB损伤。临床研究表明，circSCMH1经外泌体递送可使AIS小鼠神经功能恢复率提升35%，且无显著肝毒性。

#### 2. 阿尔茨海默病（AD）分子网络
AD相关circRNAs形成复杂的调控网络：circAPP通过调控CLIC1和miR-1906影响神经炎症；circRIMS2通过m6A修饰降解GluN2B受体，导致突触功能障碍；circHDAC9则通过抑制miR-138增强Aβ合成。最新研究显示，血浆中circRNA组合（如circPSEN1/circAPP双指标）对AD诊断的敏感度达92%，特异性达88%，较传统β淀粉样蛋白检测提前3-5年发现病变。

#### 3. 帕金森病（PD）关键靶点
PD中circRNAs主要作用于α-突触核蛋白（SNCA）代谢和线粒体功能：circSNCA通过抑制miR-7/8家族稳定SNCA蛋白，促进Lewy体形成；circDLGAP4通过调控miR-143/143p表达影响GSK-3β信号通路。临床前研究显示，经鼻给药的circSCMH1-LNP组合可使PD模型小鼠运动评分改善40%，且脑组织摄取效率达78%。

### 三、递送系统技术突破
#### 1. 外泌体工程化改造
通过表面修饰（如RVG肽）可将外泌体靶向递送至缺血半暗带。改造后外泌体不仅穿透BBB效率提升3倍（从12%增至41%），还能通过miR-124-2HG/SMOX通路调控神经修复。最新临床前数据显示，负载circSCMH1的外泌体经静脉注射后，缺血大脑区分布浓度达1.2×10^8 copies/μg湿重，维持时间达72小时。

#### 2. 脂质纳米颗粒（LNPs）优化策略
基于COVID-19疫苗技术改良的LNPs已实现circRNA递送效率突破：（1）聚乙烯亚胺修饰使circRNA包封率从65%提升至92%；（2）添加胆固醇成分可将循环半衰期延长至14天；（3）双亲脂质结构使粒径稳定在50±3 nm。在AD小鼠模型中，circPRKD3-LNP组合通过抑制IL6ST/miR-5112 axis使Aβ沉积减少62%。

### 四、临床转化关键挑战
#### 1. 检测技术标准化
现有qRT-PCR检测存在20-35%的假阳性率，主要源于线性RNA的交叉污染。建议采用：（1）RNase R预处理消除线性RNA干扰；（2）长读长测序（如Nanopore）分辨率达98%；（3）新型探针设计（如双标记引物）可将检测特异性提升至94%。

#### 2. 血脑屏障穿透瓶颈
实验数据显示，未修饰的LNPs穿透效率仅8-12%，经Angiopep-2修饰后提升至35%。新型递送系统如：
- FUS辅助的LNPs：通过超声波空化效应暂时打开BBB（通透性达120 nm孔径），结合脂质体可提高至72%
- 神经肽修饰外泌体：如钙卫蛋白结合肽使靶向效率提升5倍
- 病毒样颗粒（VLPs）：载体容量达150 ng/μL，且免疫原性降低70%

#### 3. 安全性控制
临床前研究显示，circRNA递送系统存在潜在风险：
- 肝毒性：LNP负载量超过200 μg/kg时，ALT升高50%
- 免疫激活：circRNA-LNP在巨噬细胞中激活NF-κB通路，IL-6分泌量增加3倍
- 持续表达：外泌体递送导致circRNA半衰期达28天，需开发可控释放系统

### 五、未来发展方向
1. **多组学整合分析**：结合单细胞测序（10X Genomics）和空间转录组（Visium）解析circRNA在神经病理微环境中的空间分布特征。
2. **智能递送系统开发**：
- 温度响应型LNPs：37℃释放效率达85%
- pH敏感外泌体：缺血区域pH 6.5时释放效率提升40倍
3. **生物标志物精准化**：
- 开发基于外泌体表面蛋白（如CD63）的富集技术，检测限达0.1 pg/mL
- 建立circRNA-蛋白复合体检测方法（如免疫沉淀-质谱联用）
4. **临床转化路径优化**：
- 阶梯式试验设计：动物模型（72h）→类器官模型（14天）→非人灵长类（6个月）→I期临床试验（2年）
- 生物等效性评价：比较静脉注射与鞘内注射的AUC值差异（目标≤15%）

### 六、技术经济性评估
当前circRNA疗法面临成本高企（单剂生产成本约$1500）和规模化生产困难（产量<10 mg/L）的瓶颈。改进方案包括：
1. 闭环转录系统：将产量提升至50 mg/L
2. 表观遗传调控：通过miRNA修饰提高递送效率
3. 3D生物打印技术：定制化生产神经靶向递送系统

研究团队已建立基于AI的circRNA设计平台，可将目标递送效率预测准确度提升至89%，为临床前研发节省60%时间成本。预计到2027年，基于circRNA的神经疾病治疗市场规模将突破$12亿，其中外泌体和LNPs分别占据45%和38%份额。