RNA结合蛋白（RBP）调节环状RNA的产生越来越多的证据表明，circRNA-RBP网络在肿瘤进展中起着复杂和多方面的作用。因此，更好地了解这一网络可能会为发现癌症药物提供新的见解。
2024年8月3日，《Genes & Diseases》发表了广东医科大学呼吸疾病研究所吴东教授团队的综述，题为“Expanded insights into the mechanisms of RNA-binding protein regulation of circRNA generation and function in cancer biology and therapy”。该文章讨论了RBP和circRNA的特征以及circRNA-RBP网络如何调节肿瘤细胞表型，如增殖、转移、凋亡、代谢、免疫、耐药性。此外，还研究了影响circRNA-RBP相互作用的因素以及肿瘤微环境和N6-甲基腺苷修饰等与肿瘤发生相关的下游通路的调控，并探讨了利用各种RNA技术靶向circRNA-RBP相互作用的新思路。
circRNA和RBPs之间的相互作用
circRNA有3种常见形成模型，其中包括RBPs驱动的环状化。多种RNA结合蛋白（RBPs），包括肌肉盲蛋白（muscleblind）、Quaking（QKI）、作用于RNA的腺苷脱氨酶（ADAR）、肉瘤融合蛋白（FUS）、异质核核糖核蛋白（hnRNPs）以及富含丝氨酸-精氨酸的蛋白质，已被证明能够调控circRNA的生物合成。
RBPs通过其独特的模块化RNA结合域（RBDs）排列方式，识别并结合RNA分子中的特定保守基序或结构元件。这些明确鉴定的RBDs包括：RNA识别基序（RRM）、K同源结构域（KH结构域）以及DEAD-box RNA解旋酶结构。也有部分RBPs缺乏典型的RBDs，以独特的方式与RNA结合。
癌症中的circRNA-RBP
RBP促进癌症生物学中的circRNA生物合成
QKI是STAR家族的成员，包含一个STAR结构域，该结构域由一个单一的KH结构域组成，两侧是两个保守的Qua 1和Qua 2结构域。通过其STAR结构域，QKI参与circRNA生物发生。当QKI与circRNA剪接位点附近的内含子内的识别元件结合时，它使外显子接近，促进前mRNA剪接并增强circRNA生物合成。在肿瘤微环境（TME）中，QKI不仅直接与circRNA的内含子结合以促进circRNA的产生，而且还通过特异性转录因子复合物或受体的上调间接调节circRNA的产生。
特异性蛋白1（SP1）不仅是DNA结合转录因子，还被证实是RBP，能通过C2H2-ZNF结构域直接结合RNA的3’UTR调控可变多聚腺苷酸化（APA），从而促进肿瘤细胞增殖，并在三阴性乳腺癌中通过与circSNX25相互作用增强其生物合成。在肿瘤微环境（TME）中，缺氧条件下HIF1α竞争性结合SP1的Alu序列位点，解除SP1对circ_0001875形成的抑制，同时circRNA通过ceRNA机制调控SP1表达，形成双向调控网络。
FUS作为一种DNA/RNA结合蛋白发挥作用，并参与RNA代谢的调节，包括RNA转录、mRNA前体剪接以及mRNA转运和翻译。FUS调节circRNA丰度的变化主要是在转录后的转录水平。FUS通过反向剪接连接侧翼内含子来调节circRNA的生物合成。这种调节可能与FUS核水平的变化有关。
RBP促进癌症生物学中的circRNA生物合成
ADAR 1是一种RNA编辑酶，可催化双链RNA（dsRNA）上的A-to-I编辑。A-to-I编辑是一种重要的转录后修饰，其失调导致蛋白质的异常编辑，这可能影响癌症的表型变化。ADAR 1通过A-to-I编辑抑制circRNA生物合成。
DHX9（RNA解旋酶A）是一种依赖核苷三磷酸的核酸解旋酶，通过结合内含子区的反向重复Alu序列破坏其介导的环状结构，从而抑制circRNA生成。
影响癌症中RBP-circRNA相互作用的因素
肿瘤微环境
缺氧是TME中的关键因素，并促进恶性肿瘤进展。缺氧影响RBP的功能和表达，导致在常氧和低氧条件下的circRNA表达水平存在显著差异。此外，缺氧可以影响RBP与circRNA的结合。缺氧可改变RBP的表达或活性，此外，RBP可在转录或翻译后水平上受到调节，从而影响其与circRNAs结合的可用性和亲和力。
N6-甲基腺苷（m6A）
m6A修饰是真核生物中最常见的RNA修饰，在调节RNA稳定性、剪接和降解中起着至关重要的作用。m6A修饰影响circRNA和RBP之间的相互作用，从而影响肿瘤发生和进展。m6A修饰不仅影响RBP与circRNA的结合，而且调节RNA的表达。
靶向circRNA-RBP的癌症治疗
RNA干扰（RNAi）技术是目前最可行且广泛应用的基因沉默方法，通过靶向circRNA或RNA结合蛋白（RBP），利用siRNA/shRNA特异性结合circRNA的反向剪接位点，实现精准敲低致癌分子，在癌症治疗领域具有广阔前景。siRNA（21-23个核苷酸）和shRNA（经Dicer酶加工为siRNA）可通过脂质聚合物递送系统实现体内circRNA的高效沉默，例如HUR-RNAi纳米颗粒在非小细胞肺癌和卵巢癌临床前研究中展现出显著抑癌效果。
RNA编辑技术利用ADAR酶实现A-to-I（腺苷到肌苷）编辑，通过反义寡核苷酸引导内源性ADAR靶向修饰特定腺苷，可纠正错义/无义突变（如治疗SERPINA1突变导致的α1-抗胰蛋白酶缺乏症），而环状引导RNA（cadRNA）的研发显著提升了编辑效率和持久性。
CRISPR/Cas系统：通过基因编辑技术敲除circRNA或调控RBP功能，如CRISPR-Cas9靶向circHIPK3抑制肿瘤生长。
CRISPR-Cas系统作为高效基因编辑工具，不仅能通过破坏circRNA侧翼内含子配对（CRISPR-Cas9）或靶向反向剪接位点（CRISPR-Cas13）精准敲除circRNA（如circHIPK3），其低脱靶特性还适用于系统性研究circRNA功能，但circRNA的大片段递送仍是临床应用的主要瓶颈。
结论
RBPs通过与circRNA的相互作用调控其生成和功能（如SP1、QKI等），进而激活致癌通路或影响肿瘤微环境（TME），成为癌症发生发展的关键调控节点。基于circRNA的稳定性和RBP的可靶向性，RNA干扰（RNAi）、CRISPR和RNA编辑等技术为癌症治疗提供了精准可编程的策略，但仍面临递送效率、脱靶效应和免疫原性等技术瓶颈，需通过纳米材料、病毒载体等跨学科手段优化。需进一步解析RBP-circRNA互作的分子机制和结构基础，完善数据库以指导靶点设计，同时结合多组学技术和临床验证，推动这一前沿领域向个体化癌症治疗转化。
原文链接：
DOI: 10.1016/j.gendis.2024.101383