circRNA专题

1. circRNA概述

环状RNA（circular RNA, circRNA）是一类不具有5' 末端帽子和3' 末端poly（A）尾巴并以共价键形成环形结构的RNA，广泛存在于真核细胞中。circRNA属于非编码RNA，部分非编码RNA参与基因转录后的调控、剪切和修饰等，在生命活动中发挥重要的作用。目前circRNA已成为RNA研究领域的新热点，由于其具有特殊的结构，其在肿瘤诊断、治疗及预后中的潜在临床价值已受到密切关注。

2. circRNA特点及功能

circRNA特点

(1)circRNA由特殊的可变剪切产生，大量存在于真核细胞的细胞质中，但少部分内含子来源的circRNA则存在于核酸内，具有一定的组织、时序和疾病特异性;

(2)广泛存在于人体细胞中，有时甚至超过它们线性异构体的10倍之多;

(3)与传统的线型RNA(linear RNA，含5＇和3＇末端)不同，circRNA分子呈封闭环状结构，不易被核酸外切酶RNaseR降解，比线性RNA更稳定;

(4)具有高度保守性，部分具有快速的进化性改变;

(5)大多数来源于外显子，少部分由内含子直接环化形成;

(6)部分circRNA分子含miRNA应答元件(miRNAresponse element，MRE)，可充当竞争性内源RNA(competing endogenousRNA，ceRNA)，与miRNA结合，在细胞中起到miRNA海绵的作用，进而解除miRNA对其靶基因的抑制作用，上调靶基因的表达水平;

(7)可以翻译成蛋白质，但大部分是非编码RNA

circRNA功能

环状RNA的8种生物学功能

在细胞核内

I：circRNA的加工影响其线性mRNA对应物（同源转录本）的剪接

II：circRNA可以调节其亲本基因的转录

尽管大多数环状RNA位于细胞质中，但是由内含子套索加工而来 (ciRNAs)或从滞留内含子的反向剪接(EIciRNAs)产生的环状RNA在人类细胞中是被限制在细胞核内的，已有报道，它们可以调控其亲本基因的转录。

III：circRNAs可以调节其线性同源转录本的剪接

因为circRNA（如CircSEP3）序列与亲本DNA序列有重复，滞留在核内的circRNA会以“负反馈回路调控”的方式，与亲本DNA形成RNA:DNA杂合链，直接阻断线性同源转录本的转录，导致可变剪接的发生。

在细胞质中

IV：circRNA可以充当miRNA海绵

ceRNA机制是目前大家研究和发表文章最多的circRNA作用机制。

V：circRNAs通过结合蛋白发挥作用

circRNAs可以与不同的蛋白质相互作用形成特定的circRNPs，随后影响结合蛋白的作用方式。

VI：circRNA翻译出多肽

要实现circRNA翻译，一种方式是通过IRES元件（Internal Ribosome Entry Sites）序列促进起始因子或核糖体与可翻译circRNA的直接结合，如circZNF609，circMbl。除了IRES外， RNA甲基化(m6A)也可以驱动circRNA翻译成多肽。circRNA翻译多肽发挥功能是目前研究的新热点。

VII:：circRNAs发挥假基因的功能

在细胞外

VIII：circRNAs是很有前景的生物标志物

circRNA因其环状闭合抗RNase的特点，被认为是非常好的生物标志物。它在某些细胞分泌的外泌体中大量存在，发挥细胞间通信的作用。

3. circRNA研究方向及思路

自2014年起，circRNA备受到科研工作者的青睐，现已到了炙手可热的地步，成为非编码RNA界的研究新宠。目前circRNA研究大致可以分为3个方向。

（a）circRNA 作为miRNA sponge，大致研究思路如下：

1. 通过高通量测序或芯片结合qpcr验证筛选出感兴趣的circRNA；

2. 针对筛选出来的circRNA进行细胞功能验证；

3. 通过数据库预测或RIP实验筛选出与circRNA相互作用的miRNA，并进行下游靶基因检测等该机制进行研究；

4. 构建动物模型进行体内验证。

（b）circRNA与蛋白结合，大致研究思路如下：

1. 通过高通量测序或芯片结合qpcr验证筛选出感兴趣的circRNA；

2. 针对筛选出来的circRNA进行细胞功能验证；

3. 通过RIP或计算机模拟实验筛选出与circRNA相互作用的蛋白，并研究两者的调控关系或下游机制；

4. 进行体内验证。

（c）circRNA翻译成蛋白，大致研究思路如下：

1. 通过高通量测序或芯片结合qpcr、northernblot等验证挖掘出感兴趣的circRNA，并采用pcr 、Sanger测序等技术对目标circRNA进行识别鉴定；

2. 构建circRNA系列表达载体及制备特异性检测circRNA翻译蛋白的抗体并且结合质谱检测手段，证明circRNA翻译蛋白质；

3. circRNA翻译蛋白质进行细胞功能验证；

4. circRNA翻译蛋白质的分子机制；

5. 构建动物模型、临床标本的检测进行体内验证。

4. circRNA服务内容

华瑞邦研提供circRNA从筛选、验证、表达到功能研究相关的各类技术服务。