综述：环状 RNA 在泌尿生殖系统肿瘤耐药调控中的研究进展

《Cellular and Molecular Life Sciences》：Research progress on circular RNA in the regulation of drug resistance in genitourinary cancers

这篇综述聚焦泌尿生殖系统肿瘤（前列腺癌、肾癌、膀胱癌），深入探讨环状 RNA（circRNAs）在肿瘤耐药调控中的作用。阐述了 circRNAs 的特性与功能，分析其通过多种机制（如 EMT、代谢重编程等）影响肿瘤耐药，还探讨了其作为诊断和治疗靶点的潜力，值得一读。

　　### 环状 RNA 的生物学特性与功能
环状 RNA（circRNAs）是一类由 RNA 聚合酶 II 转录前体 mRNA（pre - mRNA），经反向剪接形成的共价闭合环状非编码 RNA 分子。其独特的结构使其缺乏 5' 帽和 3' 多聚腺苷酸尾，这赋予了 circRNAs 较高的稳定性，能抵抗 RNA 外切酶的降解 。

根据组成和结构，circRNAs 主要分为三类：外显子 circRNAs（EcircRNAs）、内含子 circRNAs（ciRNAs）和外显子 - 内含子 circRNAs（EIciRNAs）。circRNAs 具有多种生物学功能：

1. 吸附微小 RNA（miRNA）：circRNAs 可作为竞争性内源 RNA（ceRNA），通过吸附 miRNA 间接调控其下游靶基因的表达。例如，circRNA 可与 miRNA 结合，阻止 miRNA 与靶 mRNA 的相互作用，影响 mRNA 的表达水平。
2. 调节转录：circRNAs 的产生依赖于典型的剪接位点和剪接体机制，它与 pre - mRNA 剪接相互竞争，表明 circRNAs 具有调节基因转录和表达的能力。
3. 作为蛋白质的支架：RNA 结合蛋白（RBPs）广泛参与多种转录后调控过程，circRNAs 能与 RBPs 相互作用，调节其活性，进而影响 RNA 加工、翻译等细胞过程。
4. 翻译蛋白质：部分 circRNAs 可编码蛋白质。通过在起始密码子上游插入内部核糖体进入位点（IRES）序列，或进行 N⁶- 甲基腺苷（m⁶A）修饰，circRNAs 可招募特定的翻译起始因子或核糖体，启动蛋白质合成。

环状 RNA 的相互作用

1. 与 mRNA 的竞争关系：circRNA 的产生常与 mRNA 的形成相互竞争，影响基因表达和蛋白质生成。当 circRNA 产生增加时，相应的 mRNA 生成可能减少，反之亦然。
2. 形成 ceRNA 网络：ceRNA 网络是基因表达转录后调控的经典模式，circRNAs 和 mRNAs 都含有 miRNA 结合位点（miRNA 反应元件，MREs），它们通过竞争结合共享的 miRNA，形成复杂的调控网络。circRNAs 通常作为 miRNA 海绵，吸附 miRNA，阻止其与靶 mRNA 结合，从而影响下游 mRNA 的表达。此外，RNA 碱基修饰（如单核苷酸多态性、RNA 编辑）会改变 miRNA 与靶标的结合亲和力，增加调控网络的复杂性 。
3. 与 RBPs 结合：circRNAs 可与 RBPs 结合形成 RNA - 蛋白质复合物，抑制特定 RBPs 的功能，进而抑制亲本基因的转录。在没有 circRNAs 时，RBPs 可结合 mRNAs 并促进蛋白质翻译；而 circRNAs 结合 RBPs 后，会干扰这一过程。

环状 RNA 在泌尿生殖系统肿瘤耐药中的调控机制

1. 通过 EMT 介导耐药：上皮 - 间质转化（EMT）是一个由转录调控和表观遗传修饰驱动的转分化过程，使细胞失去上皮特性，转化为间质表型。在肿瘤中，EMT 与癌细胞的侵袭、转移及化疗耐药密切相关。在前列腺癌中，circ0016068 通过结合 miR - 330 - 3p，促进 BMI - 1（B - lymphoma Moloney murine leukemia virus insertion region - 1）表达，增强癌细胞的生长和侵袭能力，促进 EMT，介导恩杂鲁胺（Enz）耐药；circDPP4（hsa_circ_0056881）作为 miR - 564 海绵，调节 ZIC2（锌指蛋白的小脑 2）表达，导致癌细胞过度增殖、迁移和侵袭，降低多西他赛（DTX）的细胞毒性。在膀胱癌中，circPTK2（hsa_circ_0005982）通过与 PABPC1 结合，增强 SETDB1（SET domain bifurcated histone lysine methyltransferase 1）mRNA 的稳定性和翻译效率，加速 EMT 介导的肿瘤转移和吉西他滨耐药；circATIC 增强 RCC2（Regulator of chromosome condensation - 2）表达，促进 EMT 和激活 JNK 信号通路，增加顺铂耐药。
2. 通过代谢重编程介导耐药：肿瘤细胞的代谢特征与快速增殖和存活密切相关，肿瘤细胞倾向于在缺氧条件下通过糖酵解获取能量，即 Warburg 效应。circMID1（hsa_circ_0007933）通过海绵吸附 miR - 330 - 3p，调节 YTHDC2（YTH domain containing 2）/ 胰岛素样生长因子 1 受体（IGF1R）/AKT 轴，促进前列腺癌细胞的增殖、迁移、侵袭和糖酵解；circ0057553 作为 miR - 515 - 5p 的海绵，促进 YES1 表达，增强前列腺癌细胞的糖酵解。circME1 与 U1 小核核糖核蛋白（snRNP）相互作用，顺式调节 ME1（苹果酸酶 1）表达，增强肾癌细胞的有氧糖酵解，促进舒尼替尼耐药。circARHGAP29 增强乳酸脱氢酶 A（LDHA）稳定性，促进前列腺癌细胞的糖酵解代谢，增加对 DTX 的耐药性；circRBM33 通过与 FMR1（fragile X mental retardation 1）形成复合物，激活线粒体氧化磷酸化（OXPHOS），促进前列腺癌细胞的生长和侵袭，敲低 circRBM33 可增加前列腺癌细胞对新型激素疗法（NHT）的敏感性 。
3. 通过自噬介导耐药：自噬是一种高度保守的分解代谢过程，在细胞生存和内环境稳定中起关键作用，但过度激活的自噬也可能导致细胞死亡。在肿瘤治疗中，自噬可通过激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）和抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路，减少药物积累或增加药物外排，降低药物对细胞的作用。在前列腺癌中，circXIAP（hsa_circ_0005276）通过海绵吸附 miR - 1182，调节 TPD52（肿瘤蛋白 D52）表达，促进 DTX 治疗耐药；circCRKL（hsa_circ_0001206）作为 miR - 141 的海绵，上调 KLF5（Kruppel - like factor 5）表达，增加前列腺癌细胞对 DTX 的敏感性。在肾癌中，circ0035483 通过激活自噬，增强 TK10 和 UO31 细胞对吉西他滨的耐药性 。
4. 通过细胞周期介导耐药：细胞周期包括间期（G1、S、G2 期）和分裂期（M 期），不同阶段的细胞对顺铂的敏感性不同。一般来说，S 期和 G2 期细胞对顺铂更敏感，而 G1 期细胞相对不敏感。circZNF609（hsa_circ_0000615）通过海绵吸附 miR - 1200，减少其对细胞分裂周期 25B（CDC25B）的抑制作用，促进细胞周期从 G1 期向 S 期进展，降低膀胱癌对顺铂化疗的敏感性；circ0057558 通过海绵吸附 miR206，正调控泛素特异性肽酶 33（USP33）转录，促进前列腺癌细胞增殖和细胞周期进展，降低对 DTX 的敏感性 。circ0004087 与转录共激活因子 SND1 结合，激活 MYB 转录因子，增强 BUB1 表达，促进染色体错误校正，使前列腺癌细胞更好地应对 DTX 的细胞毒性，降低药物疗效 。
5. 通过凋亡介导耐药：凋亡是一种程序性细胞死亡，在正常发育和组织平衡中起重要作用。顺铂的主要抗肿瘤机制之一是诱导细胞凋亡，凋亡可通过内源性（线粒体凋亡途径）和外源性途径调节。在膀胱癌中，circCdr1as（hsa_circ_0001946）通过结合 miR - 1270，恢复其对凋亡蛋白酶激活因子 1（APAF1）表达的抑制作用，提高膀胱癌对顺铂化疗的敏感性；circ102336 通过海绵吸附 miR - 515 - 5p，调节膀胱癌进展和对顺铂的耐药性 。
6. 通过信号通路介导耐药：Wnt 信号通路在前列腺癌中起复杂作用，circPHF16 通过海绵吸附 miR - 581，调节 RNF128（一种 E3 泛素连接酶）表达，抑制 Wnt/β - catenin 通路，影响前列腺癌细胞对 Enz 的敏感性。雄激素受体（AR）在膀胱癌中异常表达，与肿瘤的发展和恶性程度相关。AR 通过调节多种基因表达，促进癌细胞增殖、逃避凋亡、调节血管生成，并影响癌细胞对化疗药物的敏感性。AR 抑制 RNA 编辑基因 ADAR2 活性，增加 circFNTA（hsa_circ_0084171）水平，circFNTA 通过海绵吸附 miR - 370 - 3p，激活 KRAS 信号通路，促进膀胱癌侵袭和顺铂耐药。AR - V7 是 AR 的剪接变体，能激活下游基因表达，影响 Enz 疗效。circ0004870 影响 AR - V7 水平，抑制 circ0004870 可增加前列腺癌细胞对 Enz 的耐药性；circRNA17 通过调节 miR - 181c - 5p/AR - V7 轴，增加前列腺癌细胞对 Enz 的敏感性。circSRCAP 编码的一种新型 75 氨基酸肽，通过破坏 E3 泛素连接酶 STUB1 与 AR/AR - V7 共伴侣蛋白 HSP70 的相互作用，抑制 HSP70 的泛素化，上调 AR - V7 表达，促进去势抵抗性前列腺癌（CRPC）细胞对 Enz 的耐药性 。

环状 RNA 与细胞过程的复杂网络

circRNA 介导的耐药机制揭示了一个复杂的相互作用网络，使癌细胞能够在治疗干预下存活和增殖。circRNAs 通过作为 miRNA 海绵或与 RBPs 结合，调节参与关键细胞过程（如 EMT、自噬、代谢重编程、细胞周期调控和凋亡等）的基因表达，帮助癌细胞适应治疗压力并产生耐药性。

环状 RNA 在泌尿生殖系统肿瘤中的诊断和预后生物标志物作用

circRNAs 不仅是泌尿生殖系统肿瘤进展的重要调节因子，也是肿瘤耐药的关键参与者。其独特的结构和生物学功能使其成为多种疾病潜在的诊断和治疗靶点。circ - 0001451 与肾癌的分化程度高度相关，具有良好的诊断潜力；外泌体 circPRMT5 在膀胱癌患者的血清和尿液中高表达，与淋巴结转移和疾病进展相关；外泌体 circSFMBT2 在多西他赛耐药的前列腺癌患者血清中显著过表达，可作为多西他赛耐药前列腺癌的诊断标志物 。

针对泌尿生殖系统肿瘤中环状 RNA 的治疗策略

1. siRNA 介导的 circRNA 敲低：短干扰 RNA（siRNAs）可通过互补靶向 circRNAs 实现敲低。例如，通过温石棉纳米管将靶向 circPRMT5 的 siRNAs 递送至膀胱癌细胞，可显著抑制肿瘤生长。
2. PBAE/si - ciRS - 7 纳米复合物：ciRS - 7 在肾癌组织中高表达，与 Fuhrman 分级高和预后不良相关。PBAE/si - ciRS - 7 纳米复合物对肾癌的进展和转移有效，靶向 ciRS - 7 进行药物开发可能是肾癌基因治疗的有前景策略 。
3. 人工 circRNA 设计：人工 circRNAs 可被设计用于特定的治疗功能。例如，通过重组技术将肿瘤抑制蛋白与 circRNAs 融合，可实现高环化效率和优化的蛋白产量；人工 circRNAs 还可设计为 miRNA 或蛋白海绵，或用于表达治疗性蛋白 。

结论

circRNAs 作为一类新型非编码 RNA 分子，在泌尿生殖系统肿瘤中发挥着重要作用，影响肿瘤生长、侵袭和耐药。其介导的耐药不仅涉及传统化疗药物，还扩展到先进的靶向治疗和免疫治疗。大多数 circRNAs 作为 miRNA “海绵”，与 miRNA 相互作用，抑制其与下游靶基因结合，导致耐药相关基因的过表达，降低治疗药物的疗效。检测临床样本中的 circRNAs 对肿瘤的诊断和治疗具有重要意义。随着更多具有生物标志物潜力的 circRNAs 被发现，评估其监测耐药的敏感性和特异性，选择合适的候选分子至关重要。未来，对 circRNA 作用机制的更深入理解将有助于发现新的泌尿生物标志物和潜在治疗靶点。circRNAs 免疫原性较低，有望开发为安全有效的肿瘤治疗疫苗。尽管 circRNAs 具有广阔的应用前景，但其在泌尿生殖系统肿瘤中的临床应用仍有待进一步探索，需要开展更多研究来明确其生物学功能和分子机制，开发合适的动物模型，并将基础研究成果转化为临床实践，以提高泌尿生殖系统肿瘤患者的治疗效果。