胃癌是消化道最常见的恶性肿瘤，早期不容易发现，晚期胃癌的预后较差。近来研究发现，环状 RNA（circular RNA，circRNA）在胃癌组织中明显高表达，其在胃癌的发生及发展中起着重要的作用，它还可能对胃癌的诊断及预后评估有一定的价值。笔者现就 circRNA 的功能及其在胃癌中的最新研究进展进行综述。

1   circRNA 的特点、分类、生物发生及生物学功能

1.1   circRNA 的特点

circRNA 于 1976 年首先在 RNA 病毒中被发现^[1]。circRNA 不同于线性 RNA，它是 5′端和 3′端直接连接在一起即没有 3′尾部及 5′帽子结构而形成共价闭合环状结构，由于其最初只在少数转录基因中被发现而认为它是低丰度转录过程中剪接错误的产物^[2]。与线性 RNA 相比，circRNA 具有如下的特点：① 丰富。通过更大的测序深度发现，大约八分之一的表达基因产生可检测水平的 circRNA，包括“低”类别，并且环状分子的数量丰度 10 倍于相关线性 mRNA^[3]。② 稳定。由于 circRNA 是环状结构，使得它具有 RNA 外切酶抗性，能更稳定地存在于细胞中^[4]。

1.2   circRNA 的分类及生物发生

目前 circRNA 主要分为 4 类^[5]：只含外显子的 circRNA、只含内含子的 circRNA、同时含有内含子和外显子的 circRNA（ElciRNA）及转运 RNA 形成的 circRNA（tcRNA）。circRNA 的发生过程涉及机制十分复杂，总体而言被认为是基因可变剪接的产物^[6]。与经典剪接不同，circRNA 环化被认为是反向剪接的结果，换句话说就是下游的剪接受体与上游的剪接供体共价环化^[7]。目前关于 circRNA 的生物发生所涉及的主要机制包括：① 外显子套索驱动环化与内含子配对驱动环化，前者是 3′端的剪接受体与 5′端的剪接供体共价结合，再由剪接酶减去其中内含子而形成，若未去除内含子则形成 ElciRNA；后者则是含有 AUU 重复序列通过碱基互补配对形成后再剪接形成。② 内含子 circRNA 则被认为是通过剪接副产物的套索 RNA 的 3′端核酸外切降解产生，产生具有 2′,5′-磷酸二酯键的内含子^[8]。③ tcRNA 则是由转运 RNA 内含子环化形成^[9]。

1.3   circRNA 的生物学功能

由于 circRNA 的共价闭合结构特性使其不易被 RNA 酶降解而具有极高的稳定性，因此，circRNA 能更好、更稳定地发挥其生物学功能^[10]，其主要生物学功能如下。

1.3.1   作为微小 RNA（microRNA，miRNA）海绵

miRNA 作为细胞内广泛存在的一类非编码性 RNA，其通过与线性 RNA 结合位点相结合而调控基因的表达与翻译，在肿瘤的发生、发展过程中起着重要的作用。已有研究表明，在 circRNA 上有多个 miRNA 结合位点如 Cullin 4A（CUL4A）就被证实具有 miR-9 和 miR-137 的结合位点，circ_0027599 则可与 miR-101-3p 靶向结合），其通过特定的 miRNA 结合位点吸附相应的 miRNA 分子与之结合而竞争性地抑制 miRNA 与靶标结合，从而调控靶基因的表达，如最早被发现的一种 circRNA——ciR-7，其含有超过 70 个选择性保守的 miRNA 靶位点，可作为 miR-7 的海绵，通过减少 miR-7 靶癌基因的表达在乳腺癌、肝癌、宫颈癌等肿瘤中发挥作用^[11-12]。

1.3.2   作为翻译模版

目前已证明部分 circRNA 具备核糖体接合位点与对外开放的碱基序列，其意味着 circRNA 可以与核糖体接合并翻译出肽链甚至加工成蛋白质，如来源于 ZNF609 基因座的 circ-ZNF609 是人类原发性成肌细胞生长的关键调节因子，其可控制成肌细胞增殖并具有从起始密码子到框内终止密码子的 753-nt 开放阅读框，通过作为内部核糖体进入位点序列翻译蛋白质^[13]。有研究^[14]证实，circRNA 翻译可由 N6-甲基腺苷驱动。在正常人脑中，来源于 FBXW7 编码基因的 circ-FBXW7 高度表达并被翻译成新的相对分子质量为 21×10³的蛋白质，可以抑制癌细胞的增殖和调控细胞周期^[15]。

1.3.3   调控亲本基因的表达

DNA 发挥其生物作用离不开关键酶的催化，已证明个别 circRNA 能够作用于 DNA 相关的关键酶调控 DNA 的生物功能。已有研究^[16]表明，来源于 EIF3J 和 PAIP2 编码基因的 circEIF3J 和 circPAIP2 对其相应的亲本基因具有顺式调节作用，通过与聚合酶Ⅱ、U1 小核糖核酸蛋白及其亲本基因启动子相互作用并促进其表达。来源于 SIRT7 编码基因的 circ-SIRT7 通过它们与聚合酶Ⅱ的相互作用具有与 circEIF3J 和 circPAIP2 类似的功能作为正调节因子^[17]。

1.3.4   通过结合蛋白质执行生理功能

Du 等^[18]发现，一种源于编码转录因子叉头盒 O-3（Foxo3）基因的 circFoxo3 能够桥接细胞周期蛋白依赖性激酶 2（CDK2）和 p21 以影响细胞周期，除了桥接 CDK2 和 p21 外，其在 MDM2 和 p53 之间的相互作用中具有相似的功能，它通过与两种蛋白质结合促进 MDM2 诱导的 p53 泛素化的同时促进 p53 降解。

以上的研究结果提示，circRNA 不仅能够作为蛋白质的翻译模版，而且能够直接与靶蛋白结合。通过对于蛋白质生物功能的调控，在疾病的发生和发展中发挥着重要作用。

2   circRNA 与胃癌的关系

虽然目前胃癌的治疗手段已取得了极大的进步，但患者的生存及预后并未有太大的改善，其主要问题在于缺乏有效的早期诊断手段^[19]。传统的检测指标如癌胚抗原（CEA）、癌抗原 19-9（CA19-9）等并不是胃癌特异性标志物；胃镜是目前唯一特异性高的检查手段，但为侵入性检查，并不为所有患者能够耐受，尚有部分患者因检查的禁忌而不能完成此项检查，因此，有必要进一步探索灵敏度、特异性较高且为非侵入性的检查手段来提高胃癌的早期诊断。由于 circRNA 易于在体液中测量到，在细胞内、外液中具有独特的特征并且其组织特异性与稳定性为肿瘤的诊断提供了新思路^[20-21]。

2.1   circRNA-miRNA 网络与胃癌的发生及发展

miRNA 的主要功能被认为是通过与目标 mRNA 结合，在转录后水平调控基因表达，参与肿瘤发生及发展的各个环节^[22]。由于 circRNA 可充当 miRNA 海绵，通过与 miRNA 结合进而影响 miRNA 与目标 mRNA 的结合完成对基因表达的调控，即所谓的 circRNA-miRNA-mRNA 或 circRNA-miRNA 轴，其可通过影响肿瘤发生、发展相关信号通路调控肿瘤的进展过程^[23]，如 Cullin 4-miR-9/miR-137、circ_0027599-miR-101-3p（miR-101）、circ_0000673-miR-532-5p 均被证实在胃癌的发生、发展中有重要作用。有研究^[24]已证实了 circLARP4-miR-424 轴对抑制胃癌恶性生物学行为的作用，大肿瘤抑制激酶 1（large tumor suppressor kinase 1，LATS1）是其作用的主要靶基因，LATS1 作为 Hippo 信号通路的重要基因调控器官大小和生长，并且更多的证据表明该通路在细胞增殖、肿瘤转移和肿瘤发生中起着关键作用，LATS1 基因在胃癌中主要作为肿瘤抑制因子起作用，致癌的 miR-424 可通过靶向作用于 LATS1 基因促进细胞生长和侵袭，并且 miR-424 异位高表达与胃癌患者的病理分期、较差的存活率和复发密切相关；除此之外，Cullin 4A 被发现是 miR-9 和 miR-137 的直接靶标，CUL4A 通过下调 LATS1-Hippo-YAP 信号传导途径促进胃癌细胞增殖和上皮细胞-间充质转化，CUL4A 表达被 miR-9 和 miR-137 抑制，miR-9 和 miR-137 直接靶向 CUL4A 的 3′-UTR。miR-9 和 miR-137 的过表达下调 CUL4A-LATS1-Hippo 信号通路并在体外抑制胃癌细胞增殖和侵袭^[25]。pleckstrin 同源域家族成员 1（PHLDA1）是胃癌的抑制基因；circ_0027599 的过表达通过 miR-101-3p（miR-101）的内海绵作用调节 PHLDA1 基因的表达，从而达到抑制胃癌细胞增殖和转移的作用^[26]。此外，有研究^[27]发现，hsa_circ_0000673 在胃癌中表达减低并通过靶向 miR-532-5p 和上调 RUNX3 表达水平发挥肿瘤抑制作用。circTCF25 可以作为 miR-103a-3p 和 miR-107 的海绵，增加 CDK6 表达，促进胃癌细胞增殖^[28]。circFAT1（e2）可能通过调节细胞质中的 miR-548g/RUNX1 轴并以细胞核中的 Y 盒结合蛋白-1（YBX1）为目标，在胃癌细胞中发挥肿瘤抑制作用；此外，进一步的研究发现，核定位 circFAT1（e2）可以直接与 YBX1 相互作用抑制其功能^[29]。现如今，随着 circRNA 在胃癌中表达谱及相关基因库的建立，极大地方便了研究者对 circRNA 及相对应的 mi-RNA 的检索。

以上研究结果提示，circRNA 通过与靶点的相互作用来调控胃癌的相关生物信号通路在胃癌的发生、发展中有着重要的功能，是否可以在将来通过 circRNA 作为治疗的靶点或直接以以 circRNA 为特殊的治疗“药物”，从而调控相应的生物信号通路作为胃癌一种新的治疗手段。

2.2   circRNA 在胃癌组织中的差异表达

circRNA 不仅在胃癌组织及其癌旁组织中存在差异性表达，其在不同胃癌患者甚至在同一患者胃癌进展的不同阶段都存在差异性表达。通过 circRNA 微阵列测量人胃癌中的全局 circRNA 表达谱，以 hsa_circ_0014717 作靶向 circRNA 以探索其在胃组织和胃液中的水平，共发现 308 个 circRNA，包括 107 个上调和 201 个下调的 circRNA^[30]。关于这一部分差异表达的 circRNA 的作用，目前已有相关的报道，如 circ-104916 高表达伴随着 N-钙黏蛋白和波形蛋白表达降低，从而抑制胃癌的上皮细胞-间充质转化来减低胃癌细胞的迁移和侵袭^[31]。circRNA_0023642 过表达的胃癌组织中 N-钙黏蛋白、波形蛋白和 snail 的表达水平减低，但是 E-钙黏蛋白的 mRNA 和蛋白质水平表达明显提高^[32]。此外，尚发现了一些其他的可能与胃癌转移相关的 circRNA 分子，如 circ_0066444 的下调通过调节上皮细胞-间充质转化促进胃癌细胞迁移和侵袭^[33]，circPVRL3 的表达降低大与淋巴结受累密切相关且可通过靶向 ERK/Slug 抑制胃癌细胞的转移^[34]。

以上研究结果提示，circRNA 在胃癌组织中具有丰富的表达且存在明显差异，这些差异表达的 circRNA 通过调控各自的作用靶点（主要是作用于相应蛋白质）对于胃癌的侵袭、转移起着重要的作用，可以通过增加对于胃癌的抑制的 circRNA 达到对于胃癌的治疗作用可能是胃癌治疗的一个新出路。

2.3   circRNA 与胃癌的临床病理学特征的关系

通过对胃癌及其相应的癌旁组织、胃癌患者及健康人群的血浆以及胃癌患者术前和术后 circRNA 表达的测量分析发现，circRNA 表达与胃癌患者的临床病理特征（肿瘤分期、远处转移、淋巴结转移等）有关。Sun 等^[35]研究发现，hsa_circ_0000520 表达水平与 TNM 分期以及胃癌患者血浆中 hsa_circ_0000520 表达水平与 CEA 表达呈负相关；有研究^{[31, 36]}证实 circ-104916、hsa_circ_0000181 低表达与肿瘤的远处转移、TNM 分期和淋巴结转移有关；还有研究^{[30, 37-38]}发现，胃癌组织中 hsa_circ_0014717、hsa_circ_0001895、hsa_circ_0006633 低表达与 CA19-9 水平有关；另有研究^[39]却发现，hsa_circ_0081143 在胃癌组织中有较高的表达水平且与 TNM 分期和淋巴结转移有关。Huang 等^[40]研究发现，hsa_circ_0000745 在胃癌组织中的表达水平下降与肿瘤分化程度有关，而血浆中的表达水平下降与肿瘤淋巴结转移阶段有关。

以上研究结果提示，circRNA 的表达与胃癌患者的部分临床病理特征有关，但是这种关联的强度（特别是与肿瘤分期、淋巴结结转移等病理特征）如何、是否能够有较高的准确性目前还不得而知。当然也可以通过多个 circRNA 的联合运用提高判断的准确性，倘若这种准确性能够被证实，那么就可以通过这种判断用于指导胃癌的临床治疗。

2.4   circRNA 与胃癌诊断及预后的关系

由于 circRNA 在癌组织及其相应的癌旁组织中的表达存在明显差异，这种差异是否使得 circRNA 成为胃癌潜在的诊断及预后标志物呢？有研究发现，circRNA 在血浆中差异表达对于胃癌的预测及患癌风险的评估具有重要的意义且其具有良好的稳定性及重现性，如 Chen 等^[41]的研究发现，hsa_circ_0000190 表达水平在胃癌组织及血浆中均降低，且它诊断胃癌的敏感性和特异性优于 CEA 和 CA19-9。Huang 等^[40]通过受试者操作特征曲线证实血浆 hsa_circ_0000745 水平与 CEA 水平相结合对于胃癌的诊断具有更高的准确性。由于 circRNA 与胃癌临床分期的相关性，使得它有可能成为较好的预后标志物。已有文献^[42]报道，血浆中 hsa_circ_0001017 或 hsa_circ_0061276 低水平患者的总体生存率短于高水平患者，术后血浆中二者的水平恢复正常者的无病存活时间较长。但有研究^{[39, 43]}发现 circ_0067997、hsa_circ_0081143 高表达患者的生存率明显降低。结果提示，由于差异表达的 circRNA 太多，单一的 circRNA 预测作用是不够的，以后的研究重点势必会在联合测量及预测。

以上研究结果提示，circRNA 与胃癌的诊断及预后诊断有重要意义，特别是多个 circRNA 联合运用时对提高胃癌的风险预测及对胃癌的临床治疗决策具有一定的意义。

3   问题展望

虽然 circRNA 已经发现了多年，但关于 circRNA 的研究才刚刚起步，仍有许多问题亟待解决，如 circRNA 的调控机制、circRNA 与 miRNA 是否还存在其他相互作用的方式、cirRNA 与非编码 RNA 家族其他成员之间的相互关系、circRNA 还参与调控了哪些与胃癌侵袭及转移相关的信号通路、circRNA 是否能作为胃癌基因调控及靶向治疗的新方式、circRNA 的人工合成及运用等，这一切都还有待于进一步研究。