circ-ZNF609在腫瘤中的表達(dá)及作用機(jī)制

劉 浪，趙俞喬，關(guān)滄海，胡增濤，王健崗，姜興明

環(huán)狀RNA(circRNA)由前體RNA通過首尾反向剪切形成，具有高度保守性、穩(wěn)定性和時(shí)空特異性等特點(diǎn)，根據(jù)來源可分為外顯子circRNA、內(nèi)含子circRNA和外顯子-內(nèi)含子circRNA[1-2]。與mRNA相比，circRNA缺少5' 帽子和3' 末端多聚核苷酸尾，這種結(jié)構(gòu)使circRNA十分穩(wěn)定[3]。circRNA參與機(jī)體多種病理生理調(diào)控過程,且在諸多惡性腫瘤中異常表達(dá)并調(diào)控腫瘤惡性生物學(xué)行為，成為近年研究熱點(diǎn)。circRNA鋅指蛋白609(circ-ZNF609)是已知能夠調(diào)控諸多腫瘤發(fā)生和發(fā)展的circRNA，本文就circ-ZNF609在腫瘤中的表達(dá)及作用機(jī)制綜述如下。

1 circ-ZNF609概述

circ-ZNF609在circbase中編號(hào)為hsa-circ-0000615，定位于人類15號(hào)染色體[4]。有研究證實(shí)circ-ZNF609在神經(jīng)元和血管內(nèi)皮細(xì)胞中高表達(dá)，參與缺血誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜血管功能障礙和青光眼誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜神經(jīng)變性，特異性沉默circ-ZNF609能減少視網(wǎng)膜血管丟失,同時(shí)抑制病理血管生成[5-6]。circ-ZNF609可在肌肉形成過程中編碼蛋白并促進(jìn)成肌細(xì)胞增殖[7]。circ-ZNF609在肝細(xì)胞癌、結(jié)直腸癌、胃癌和腎癌等腫瘤中均呈異常高表達(dá)，并且參與調(diào)控腫瘤的惡性生物學(xué)行為。

2 circ-ZNF609與腫瘤

2.1肺腺癌 肺腺癌是臨床常見的肺癌亞型，早期診斷困難和有效治療缺乏使其預(yù)后不盡如人意[8-9]。ZUO等[10]通過qRT-PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)肺腺癌組織中circ-ZNF609表達(dá)明顯高于癌旁正常組織。CCK-8和流式細(xì)胞學(xué)檢測(cè)結(jié)果表明，轉(zhuǎn)染特異性siRNA外源性下調(diào)腫瘤細(xì)胞內(nèi)circ-ZNF609表達(dá)后，肺腺癌細(xì)胞增殖能力明顯下降，更多的癌細(xì)胞被阻滯在G0和G1期，并且發(fā)生凋亡細(xì)胞占比明顯升高。生物信息學(xué)分析預(yù)測(cè)circ-ZNF609和miR-1224-3p以及miR-1224-3p和ets變體基因1(ETV1)存在靶向結(jié)合序列，隨后雙熒光素酶分析檢測(cè)進(jìn)一步證實(shí)這一結(jié)果。此外，沉默circ-ZNF609或過表達(dá)miR-1224-3p均能部分抑制ETV1對(duì)肺腺癌的促進(jìn)作用。總之，異常高表達(dá)的circ-ZNF609促進(jìn)肺腺癌的發(fā)生發(fā)展是通過miR-1224-3p/ETV1軸實(shí)現(xiàn)的。

2.2肝細(xì)胞癌 肝細(xì)胞癌是常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，病死率較高[11]。LIAO等[12]通過qRT-PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)circ-ZNF609在肝細(xì)胞癌組織中表達(dá)水平明顯高于正常組織。對(duì)轉(zhuǎn)染siRNA-circ-ZNF609的肝細(xì)胞癌細(xì)胞進(jìn)行Transwell小室和劃痕實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示外源性下調(diào)circ-ZNF609可抑制肝細(xì)胞癌細(xì)胞的侵襲和遷移。生物信息學(xué)分析預(yù)測(cè)circ-ZNF609與miR-324-3p存在結(jié)合位點(diǎn)，RNA pull down實(shí)驗(yàn)證實(shí)二者可靶向結(jié)合。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，肝細(xì)胞癌細(xì)胞中高表達(dá)的miR-324-3p可以抑制致癌因子RAP2C的表達(dá)，而circ-ZNF609過表達(dá)可部分逆轉(zhuǎn)這種抑制作用。綜上所述，肝細(xì)胞癌中circ-ZNF609通過與miR-324-3p靶向結(jié)合，導(dǎo)致miR-324-3p下游致癌靶基因RAP2C高水平表達(dá)從而發(fā)揮促癌作用。

2.3胃癌 LIU等[13]對(duì)40例胃癌手術(shù)切除的胃癌組織及癌旁正常組織樣本進(jìn)行qRT-PCR定量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)胃癌組織中circ-ZNF609表達(dá)明顯高于癌旁正常組織，并且circ-ZNF609表達(dá)水平與胃癌分期及患者術(shù)后生存、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況密切相關(guān)。外源性沉默胃癌細(xì)胞中circ-ZNF609的表達(dá)后發(fā)現(xiàn)胃癌細(xì)胞的侵襲和遷移能力明顯下降；數(shù)據(jù)庫分析預(yù)測(cè)circ-ZNF609與miR-145-5p存在結(jié)合位點(diǎn)，雙熒光素酶分析檢測(cè)證實(shí)二者可直接結(jié)合。此外，該研究團(tuán)隊(duì)指出，胃癌組織和細(xì)胞中miR-145-5p與circ-ZNF609的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)；高表達(dá)的miR-145-5p通過直接靶向調(diào)控N-cadherin和E盒結(jié)合鋅指蛋白來抑制胃癌細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)。換言之，胃癌中高表達(dá)的circ-ZNF609通過miR-145-5p/CDH2/ZEB2軸促進(jìn)胃癌細(xì)胞的EMT過程，進(jìn)而增強(qiáng)胃癌細(xì)胞侵襲和遷移能力。

2.4結(jié)直腸癌 在結(jié)直腸癌中下調(diào)miR-150會(huì)增加神經(jīng)膠質(zhì)瘤關(guān)聯(lián)癌基因同源物1(Gli1)的表達(dá)，從而促進(jìn)結(jié)直腸癌的發(fā)展[14-16]。WU等[17]研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌組織中circ-ZNF609和Gli1表達(dá)明顯高于癌旁正常組織；結(jié)直腸癌組織中miR-150呈低表達(dá)，且其表達(dá)水平與上述二者呈負(fù)相關(guān)。利用siRNA在結(jié)直腸癌細(xì)胞中外源性下調(diào)circ-ZNF609后，Gli1的mRNA和蛋白表達(dá)水平均下調(diào)，結(jié)直腸癌細(xì)胞的侵襲和遷移能力受到抑制。雙熒光素酶分析檢測(cè)聯(lián)合RNA pull down實(shí)驗(yàn)證實(shí)circ-ZNF609和miR-150以及miR-150和Gli1存在靶向調(diào)控關(guān)系。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，過表達(dá)的circ-ZNF609在結(jié)直腸癌中作為miR-150競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA(ceRNA)，吸附miR-150，進(jìn)而阻斷miR-150與下游靶基因結(jié)合，從而上調(diào)促癌因子Gli1的表達(dá)。

2.5腎癌 XIONG等[18]研究發(fā)現(xiàn)circ-ZNF609在腎癌組織中呈異常高表達(dá)，并且circ-ZNF609表達(dá)水平與腎癌腫瘤分期、組織學(xué)分級(jí)、血管侵犯、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。通過轉(zhuǎn)染siRNA外源性下調(diào)腎癌細(xì)胞內(nèi)circ-ZNF609的表達(dá)后發(fā)現(xiàn)腎癌細(xì)胞的侵襲和遷移能力受到抑制。生物信息數(shù)據(jù)庫starBase提示circ-ZNF609與miR-138-5p存在結(jié)合位點(diǎn)，RNA免疫沉淀(RIP)結(jié)果證實(shí)circ-ZNF609能夠靶向吸附miR-138-5p進(jìn)而下調(diào)其表達(dá)水平。進(jìn)一步研究指出，過表達(dá)的miR-138-5p對(duì)下游靶基因FOXP4的抑制作用能夠被上調(diào)的circ-ZNF609逆轉(zhuǎn)。綜上所述，circ-ZNF609通過吸附miR-138-5p抑制miR-138-5p對(duì)下游靶基因FOXP4的負(fù)向調(diào)控，進(jìn)而增強(qiáng)腎癌細(xì)胞侵襲和遷移能力。

2.6前列腺癌 前列腺癌是男性常見惡性腫瘤，放療和根治性手術(shù)是其重要臨床治療手段[19-20]。有報(bào)道顯示circRNA可以通過糖酵解途徑提高腫瘤抗輻射能力[21]。DU等[22]研究發(fā)現(xiàn)circ-ZNF609在前列腺癌細(xì)胞系中高表達(dá)，并且上調(diào)circ-ZNF609表達(dá)后前列腺癌細(xì)胞抗輻射能力明顯增強(qiáng)。進(jìn)一步研究前列腺癌中circ-ZNF609的促癌機(jī)制，發(fā)現(xiàn)circ-ZNF609可以作為ceRNA直接靶向吸附miR-501-3p，上調(diào)前列腺癌細(xì)胞中己糖激酶2表達(dá)，進(jìn)而通過糖酵解途徑增強(qiáng)前列腺癌細(xì)胞抗輻射能力。此外，JIN等[23]同樣發(fā)現(xiàn)circ-ZNF609在前列腺癌細(xì)胞系中高表達(dá)并且通過circ-ZNF609/miR-186-5p軸調(diào)控前列腺癌增殖等惡性生物學(xué)行為。

2.7鼻咽癌 ZHU等[24]研究發(fā)現(xiàn)circ-ZNF609在鼻咽癌組織和細(xì)胞中高表達(dá)，并且其表達(dá)水平與腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、分期及患者預(yù)后顯著相關(guān)。生物信息學(xué)分析預(yù)測(cè)circ-ZNF609與miR-150-5p以及miR-150-5p與Sp1轉(zhuǎn)錄因子存在結(jié)合位點(diǎn)，RIP實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)這一推測(cè)；qRT-PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)miR-150-5p在鼻咽癌組織中表達(dá)明顯降低；Sp1作為miR-150-5p的靶基因，在鼻咽癌組織中高表達(dá)并且起促癌作用；利用siRNA沉默鼻咽癌細(xì)胞內(nèi)circ-ZNF609表達(dá)后Sp1表達(dá)顯著下調(diào)，過表達(dá)circ-ZNF609對(duì)促癌因子Sp1表達(dá)的促進(jìn)作用可被轉(zhuǎn)染miR-150-5p mimic部分逆轉(zhuǎn)。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，circ-ZNF609對(duì)鼻咽癌的調(diào)控作用通過miR-150-5p/Sp1軸實(shí)現(xiàn)。有研究表明鼻咽癌中miR-188可通過靶向調(diào)控多種細(xì)胞周期蛋白使細(xì)胞停留在G1和S期[25]；E74樣因子(ELF2)作為miR-188的靶基因，被證實(shí)在鼻咽癌組織和細(xì)胞中高表達(dá)，并且上調(diào)ELF2可促進(jìn)鼻咽癌細(xì)胞的增殖和侵襲[26]。LI等[26]發(fā)現(xiàn)沉默circ-ZNF609能抑制腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲，上調(diào)circ-ZNF609后miR-188表達(dá)明顯下降。進(jìn)一步的促癌機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，高表達(dá)的circ-ZNF609借助ceRNA途徑阻止miR-188與靶基因ELF2 3' 端非編碼區(qū)的結(jié)合，從而上調(diào)促癌基因ELF2的表達(dá)。

2.8乳腺癌 WAND等[27]通過對(duì)143例乳腺癌組織樣本進(jìn)行qRT-PCR檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，與正常組織相比，乳腺癌組織內(nèi)circ-ZNF609表達(dá)明顯上調(diào)，并且circ-ZNF609異常表達(dá)水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期和患者生存率密切相關(guān)。外源性沉默circ-ZNF609后乳腺癌細(xì)胞增殖、侵襲和遷移能力明顯下降；異體移植實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示沉默circ-ZNF609可抑制小鼠體內(nèi)乳腺癌生長(zhǎng)速度；生物信息學(xué)分析預(yù)測(cè)及雙熒光素酶分析檢測(cè)顯示circ-ZNF609與miR-145-5p存在結(jié)合位點(diǎn)，p70S6K1是miR-145-5p下游靶基因；過表達(dá)的circ-ZNF609通過直接結(jié)合miR-145-5p進(jìn)而上調(diào)下游促癌因子p70S6K1表達(dá)，從而促進(jìn)乳腺癌發(fā)生和發(fā)展。

2.9橫紋肌肉瘤 circ-ZNF609是人類原代成肌細(xì)胞生長(zhǎng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑。circ-ZNF609在2種主要的橫紋肌肉瘤亞型中高表達(dá)，即胚胎型和肺泡型。在胚胎型橫紋肌肉瘤衍生的細(xì)胞系中，沉默circ-ZNF609可誘導(dǎo)細(xì)胞停滯在G1和S期及下調(diào)p-Akt蛋白、pRb/Rb的表達(dá)水平。然而，相比于胚胎型橫紋肌肉瘤，circ-ZNF609在肺泡型橫紋肌肉瘤中未引起類似的細(xì)胞周期阻滯效應(yīng)。由此可見，低表達(dá)的circ-ZNF609通過抵消p-Akt蛋白酶體依賴性降解而發(fā)揮細(xì)胞周期阻滯作用[28]，但更具體的上下游分子機(jī)制有待后續(xù)深入研究。

總之，circRNA因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和成環(huán)機(jī)制復(fù)雜，且具有多種生物學(xué)功能，成為近年研究熱點(diǎn)。circRNA在生物體內(nèi)主要通過ceRNA機(jī)制與多種miRNA結(jié)合發(fā)揮各種調(diào)控作用。circ-ZNF609作為新發(fā)現(xiàn)的circRNA，能夠調(diào)控機(jī)體諸多病理生理過程，并且促進(jìn)多種腫瘤惡性生物學(xué)行為。相信隨著研究的不斷深入，circ-ZNF609在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的作用機(jī)制會(huì)被更清晰地揭示，從而為腫瘤早期診斷和臨床治療提供新的思路及靶點(diǎn)。