競爭性內源核糖核酸（ceRNA）假說是一種新的基因轉錄后調控模式，即編碼蛋白質的信使 RNA（mRNA）、長鏈非編碼核糖核酸（lncRNA）、假基因轉錄物、環狀核糖核酸（circRNA）等可通過結合微小核糖核酸（miRNA）參與其靶基因的表達調控。ceRNA 調節網絡在維持正常生理狀態及調控疾病發生、發展中發揮重要作用。本文圍繞著該假說的提出、相關分子類型、當前研究現狀、存在問題和發展方向等多個方面，對 ceRNA 的研究進展進行綜述，有助于闡明包括腫瘤在內的多種疾病的致病機理，并為疾病的診治提供新思路。
引用本文： 王霖, 劉潔. 競爭性內源核糖核酸的研究進展. 生物醫學工程學雜志, 2017, 34(6): 967-971. doi: 10.7507/1001-5515.201606080 復制
引言
自從競爭性內源核糖核酸（competing endogenous RNA，ceRNA）假說提出以來[1-2]，盡管存在爭議，但在越來越多生理和病理狀態下發現該調控作用的存在，因此研究該假說對于揭示疾病發生機理及尋找疾病潛在治療靶點等方面具有重要價值。ceRNA 是對傳統微小 RNA（microRNA，miRNA）/信使 RNA（messanger RNA，mRNA）調控作用的補充，目前已發現多種 RNA 分子可通過相互作用形成 ceRNA 調控網絡執行轉錄后調控的生物學功能。ceRNA 調控機制研究雖尚處于初級階段，還有許多問題沒有解決，但研究意義重大，成為醫學和生物學研究的熱點及難點。本文圍繞該假說的提出、相關分子類型、當前研究現狀、存在問題和發展方向等多個方面對 ceRNA 的研究進展進行綜述，有助于揭示包括腫瘤在內的多種疾病的發生和發展規律，為從 RNA 角度出發進行疾病診療提供理論指導。
1 ceRNA 假說的提出
miRNA 與其靶向 RNA 之間的關系一度被認為是單向的，即靶基因接受 miRNA 的調控。直到 2009 年，Seitz[3]提出 miRNA 與 RNA 的關系并不是單向的，在 miRNA 通過與靶基因結合影響 RNA 穩定性和轉錄過程的同時，RNA 也可通過吸附作用來調節游離 miRNA 的豐度。隨著研究深入，哈佛醫學院 Pandolfi 課題組 Salmena 等[4]于 2011 年提出了競爭性內源性 RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）假說。該假說認為，能夠發揮 ceRNA 調控作用的分子是通過競爭結合相同的 miRNA 應答元件（miRNA response elements，MREs）完成的，一個 miRNA 可以調控多個靶基因，同時相同的靶基因可以被不同 miRNA 調控，即被同一 miRNA 調控的不同 RNA 之間形成了一種競爭關系，稱為 ceRNA。該假說后來陸續被多個實驗證實[5-6]。
2 參與 ceRNA 機制的 RNA 分子類型
參與 ceRNA 機制的 RNA 分子類型包括編碼蛋白的 mRNA、長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA，lncRNA）、一些假基因（pseudogene）轉錄物及環狀 RNA（circular RNA，circRNA）、miRNA 抑制劑等。
2.1 編碼蛋白的 mRNA 作為 ceRNA
傳統觀點認為，編碼蛋白質基因的 mRNA 只能通過翻譯成蛋白質的形式行使功能，ceRNA 機制顛覆了這種傳統認識，豐富了轉錄調控網絡。由于 mRNA 的 3’—非翻譯區（3’-untranslated region，3’-UTR）多數都包含能與 miRNA 種子序列互補結合的區域，因而能夠作為 ceRNA 分子參與基因表達調控。研究發現，叉頭狀轉錄因子 O1（forkhead transcription factor O1，FoxO1）mRNA 的 3’-UTR 可競爭性結合微小 RNA-9（microRNA-9，miR-9），上調 E 鈣黏蛋白表達，抑制乳腺癌細胞轉移[7]。在非小細胞肺癌中，星形細胞上調基因-1（astrocyte elevated gene-1，AEG-1）mRNA 的 3’-UTR 也可作為 ceRNA 競爭性結合微小 RNA-30a（microRNA-30a，miR-30a），促進癌細胞轉移和侵襲[8]。特異蛋白 1（specific protein1，Sp1）在成牙質細胞分化期間通過競爭性結合多個 miRNA 發揮其作為 Kruppel 樣因子 4（Kruppel-like factor 4，Klf4）的 ceRNA 調控作用[9]。
2.2 lncRNA 作為 ceRNA
lncRNA 是指長度大于 200 個核苷酸、不編碼蛋白的一類內源性 RNA 分子，在多種疾病中均發現 lncRNA 可作為 ceRNA 發揮作用[10]。lncRNA 同源異型盒基因（homeobox，HOX）的反義基因間 RNA（HOX antisense intergenic RNA，HOTAIR）可競爭性結合微小 RNA-331-3p（microRNA-331-3p，miR-331-3p），上調上皮生長因子受體 2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）的表達水平，促進胃癌細胞增殖、侵襲與轉移[11]。lncRNA 核糖核酸酶 P RNA 元件 H1（ribonuclease P RNA component H1，Rpph1）通過 ceRNA 方式調節細胞分裂周期蛋白 42（cell division control protein 42，CDC42）的表達水平，這可能是阿爾茲海默病（Alzheimer’s disease，AD）發病早期的一種代償機制[12]。lncRNA 增殖性抗原 Ki-67 FHA 域相互作用的核仁磷蛋白-3（long non-coding RNA MKI67 FHA domain-interacting nucleolar phospho protein，lnc-MKI67IP-3）充當 ceRNA，可抑制血管內皮細胞炎癥反應[13]。lncRNA 鐵蛋白重鏈 1 假基因 3（ferritin heavy chain 1 pseudogene 3，FTH1P3）作為 ceRNA 調節卷曲蛋白 5（fizzled5，fzd5）表達，促進口腔鱗狀細胞癌細胞增殖和集落形成，影響腫瘤進程[14]。基因間 lncRNA 00858（LINC00858）作為 ceRNA 調節激肽釋放酶相關肽酶 4（kallikrein 4，KLK4）的表達從而促進非小細胞肺癌細胞增殖，誘導細胞遷移和侵襲[15]。腎細胞癌舒尼替尼耐藥細胞系中激活的長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA activated in renal cell carcinoma with sunitinib resistance，lncARSR）是一種與舒尼替尼藥物耐藥相關的腎細胞癌特異性高表達 lncRNA。實驗表明，耐藥細胞可以通過外泌體傳遞 lncARSR，與微小 RNA-34/449（microRNA-34/449，miR-34/449）結合調控黏附相關激酶（adhesion related kinase，AXL）和原癌基因細胞間質表皮轉化因子（cellular-mesenchymal to epithelial transition factor，c-MET）的表達影響相關細胞抗藥性[16]。
2.3 假基因作為 ceRNA
假基因由于不參加編碼蛋白質而一度被認為是“垃圾基因”，隨著研究深入，現已逐漸證實假基因不僅可通過轉錄生成 RNA 并進一步翻譯生成蛋白質，還可通過 ceRNA 網絡調控親本基因的表達[17-18]。第 10 染色體同源丟失性磷酸酶-張力蛋白（phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10，PTEN）的假基因 PTENP1 與 PTEN 的 3’-UTR 序列高度相似，兩者能與多種共同 miRNA 競爭性結合[19]。Tay 等[20]對柯爾斯頓大鼠肉瘤病毒（kirsten rat sarcoma viral，KRAS）基因及其假基因 KRAS1P 的研究發現，過表達 KRAS1P 的 3’-UTR，可以提高 KRAS 轉錄物的表達水平，進而促進細胞增殖，影響腫瘤發生。
2.4 人工 miRNA 抑制劑
人工 miRNA 抑制劑，又稱“miRNA 海綿”，是人工構建的與 miRNA 幾乎完全互補的單鏈 RNA 反義寡核苷酸或含有多個 MREs 的轉基因載體，并通過甲基化或形成一個發夾結構來增強其穩定性，其轉錄物“吸附”相應的 miRNA，進而可以發揮 ceRNA 的作用[21]。但只有人工 miRNA 海綿在細胞內達到較高水平時，才能比較有效地發揮其作用[22]。此外，人工 miRNA 抑制劑針對性較強，因此難以抑制多種 miRNA 的功能。
2.5 circRNA 作為 ceRNA
circRNA 最初是在酵母線粒體內發現的，后來在人體內也發現了這種 RNA 分子，但是其生物學作用目前尚不明確[23]。circRNA 缺乏多聚腺苷酸尾（polyadenylic acid，poly A）和 5’-末端，可以逃避脫腺苷、脫帽和降解等過程，穩定性較高，在充當 miRNA 海綿方面具有明顯優勢[24]。實驗表明，小腦變性相關蛋白 1 反義鏈（cerebellar degeneration-related protein 1 antisense，CDR1as）又稱作微小 RNA-7 環狀 RNA 海綿（circular RNA sponge miR-7，ciRS- 7），包含 63 個保守的微小 RNA-7（microRNA-7，miR-7）結合位點可作為 ceRNA 競爭性結合 miRNA[25]。在先天性巨結腸癥中，鋅指蛋白 609（zinc finger protein 609，ZNF609）的 circRNA 作為 ceRNA 可吸附微小 RNA-150-5p（microRNA-150-5p，miR-150-5p）調控胸腺瘤病毒原癌基因 3（thymomaproto-oncogene 3，AKT3）表達[26]。在神經退行性疾病、膀胱癌以及軟骨關節炎等領域中均已發現作為 ceRNA 的分子在發揮調控作用[27-29]。
2.6 病毒來源的競爭 RNA
最新研究表明，病毒也可產生非編碼 RNA，并經由 ceRNA 調控網絡來影響宿主靶基因的表達[30]。在皰疹病毒轉染的 T 細胞中富含尿嘧啶的皰疹病毒 RNAs（herpesvirus saimiri U RNAs，HSURs）高表達，具有多個宿主細胞 miRNA 家族結合位點，調控宿主細胞 FoxO1 基因表達水平。此外，逆轉錄病毒的基因組 RNA 也可以作為 ceRNA，如丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）的 5’-端非翻譯區（5’-untranslated region，5’-UTR）可競爭性結合微小 RNA-122（microRNA-122，miR-122）并逃脫降解，從而穩定存在[31]。
3 ceRNA 與正常生理狀態
ceRNA 作為一種全新的基因表達調控模式，賦予多種 RNA 分子更廣泛的生物學功能，在維持細胞正常生理狀態等方面發揮重要作用，有助于對很多重要的生物學現象進行深入、全面地解析[32]。例如，靈長類動物可通過 ceRNA 機制控制某些信號通路的神經元數量，進而控制大腦皮層的發展進程[33]。再如，lncRNA H19 可作為 ceRNA，通過競爭性結合微小 RNA-874（microRNA-874，miR-874）來調節水通道蛋白 3（aquaporin-3，AQP3）的表達，在維持腸道屏障功能方面發揮重要作用[34]。最新實驗發現，軟骨細胞細胞外基質（extracellular matrix，ECM）相關 circRNA（chondrocyte ECM-related circRNAs，circRNA-CER）可通過 ceRNA 機制調控基質金屬蛋白酶 13（matrix metalloproteinases，MMP13）的表達并參與軟骨細胞 ECM 的降解[35]。
4 ceRNA 與疾病
除了影響信號通路，ceRNA 還能以多種其他方式參與疾病的發生和發展過程。在心血管研究中發現了多種 ceRNA 分子。心肌梗死轉錄相關因子 lncRNA（myocardial infarction associated transcript，lncRNA MIAT）以 ceRNA 的形式調控血管內皮生長因子 A 促進視網膜血管增生，參與調控糖尿病誘發的血管紊亂[36]。在缺氧條件下，心肌凋亡 lncRNA（cardiac apoptosis-related lncRNA，CARL）表達下調，其作為抗增殖蛋白 2（prohibitin，PHB2）的 ceRNA，抑制線粒體分裂和心肌細胞凋亡[37]。心臟相關環狀 RNA（heart-related circRNA，HRCR）的過表達通過 ceRNA 機制減弱微小 RNA-223（microRNA-223，miR-223）對凋亡抑制蛋白（apoptosis repressor with caspase recruitment domain，ARC）的抑制作用，誘導 ARC 表達上調，抑制心肌細胞肥大[38]。
另一方面，多種 ceRNA 被證實參與調控腫瘤的發生、發展。八聚體結合轉錄因子 4（octamer-binding transcription factor 4，OCT4）假基因 4（OCT4 pseudogene 4，OCT4-pg4）競爭性結合微小 RNA-145（microRNA-145，miR-145），使 OCT4 表達上調，促進肝癌細胞生長[39]。多能蛋白聚糖 mRNA 的 3’-UTR 通過競爭性結合多種 miRNA，調節其靶基因 PTEN 的表達水平，影響乳腺癌細胞生長[40]。lncRNA 甲狀腺乳頭狀癌易感性候選子 3（papillary thyroid carcinoma susceptibility candidate 3，PTCSC3）在甲狀腺癌中表達下調，通過 ceRNA 網絡，作為微小 RNA-574（microRNA-574，miR-574）的抑制劑，對甲狀腺癌細胞生長、細胞周期和凋亡過程進行調控[17]。目前人們已經在肝癌、乳腺癌、前列腺癌、結直腸癌、肺癌、黑色素瘤、惡性膠質瘤等多種腫瘤中證實了 ceRNA 調控機制在腫瘤發生、發展中的作用[28, 41-43]。
5 結語
ceRNA 作為重要的轉錄后調控模式，現已成為 RNA 生物學研究的一個新興領域，雖取得了很大的進步，但尚不十分完善。目前的絕大多數研究一般還只局限于幾個 RNA 之間，沒有涉及到對 ceRNA 網絡的整體研究。雖然 ceRNA 預測方法在不斷地更新，但還不能將影響 ceRNA 的因素完全包括在內，需要尋找新的研究思路、開發新技術。目前有關 ceRNA 的研究大多還停留在生物信息學預測階段，獲得的實驗證據還不十分充分，其參與調控的具體機制還需進一步探究。我們相信，隨著 ceRNA 研究深入，將有助于拓展人們對疾病發病機理的認識，為人類疾病提供新的治療思路和方法。
引言
自從競爭性內源核糖核酸（competing endogenous RNA，ceRNA）假說提出以來[1-2]，盡管存在爭議，但在越來越多生理和病理狀態下發現該調控作用的存在，因此研究該假說對于揭示疾病發生機理及尋找疾病潛在治療靶點等方面具有重要價值。ceRNA 是對傳統微小 RNA（microRNA，miRNA）/信使 RNA（messanger RNA，mRNA）調控作用的補充，目前已發現多種 RNA 分子可通過相互作用形成 ceRNA 調控網絡執行轉錄后調控的生物學功能。ceRNA 調控機制研究雖尚處于初級階段，還有許多問題沒有解決，但研究意義重大，成為醫學和生物學研究的熱點及難點。本文圍繞該假說的提出、相關分子類型、當前研究現狀、存在問題和發展方向等多個方面對 ceRNA 的研究進展進行綜述，有助于揭示包括腫瘤在內的多種疾病的發生和發展規律，為從 RNA 角度出發進行疾病診療提供理論指導。
1 ceRNA 假說的提出
miRNA 與其靶向 RNA 之間的關系一度被認為是單向的，即靶基因接受 miRNA 的調控。直到 2009 年，Seitz[3]提出 miRNA 與 RNA 的關系并不是單向的，在 miRNA 通過與靶基因結合影響 RNA 穩定性和轉錄過程的同時，RNA 也可通過吸附作用來調節游離 miRNA 的豐度。隨著研究深入，哈佛醫學院 Pandolfi 課題組 Salmena 等[4]于 2011 年提出了競爭性內源性 RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）假說。該假說認為，能夠發揮 ceRNA 調控作用的分子是通過競爭結合相同的 miRNA 應答元件（miRNA response elements，MREs）完成的，一個 miRNA 可以調控多個靶基因，同時相同的靶基因可以被不同 miRNA 調控，即被同一 miRNA 調控的不同 RNA 之間形成了一種競爭關系，稱為 ceRNA。該假說后來陸續被多個實驗證實[5-6]。
2 參與 ceRNA 機制的 RNA 分子類型
參與 ceRNA 機制的 RNA 分子類型包括編碼蛋白的 mRNA、長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA，lncRNA）、一些假基因（pseudogene）轉錄物及環狀 RNA（circular RNA，circRNA）、miRNA 抑制劑等。
2.1 編碼蛋白的 mRNA 作為 ceRNA
傳統觀點認為，編碼蛋白質基因的 mRNA 只能通過翻譯成蛋白質的形式行使功能，ceRNA 機制顛覆了這種傳統認識，豐富了轉錄調控網絡。由于 mRNA 的 3’—非翻譯區（3’-untranslated region，3’-UTR）多數都包含能與 miRNA 種子序列互補結合的區域，因而能夠作為 ceRNA 分子參與基因表達調控。研究發現，叉頭狀轉錄因子 O1（forkhead transcription factor O1，FoxO1）mRNA 的 3’-UTR 可競爭性結合微小 RNA-9（microRNA-9，miR-9），上調 E 鈣黏蛋白表達，抑制乳腺癌細胞轉移[7]。在非小細胞肺癌中，星形細胞上調基因-1（astrocyte elevated gene-1，AEG-1）mRNA 的 3’-UTR 也可作為 ceRNA 競爭性結合微小 RNA-30a（microRNA-30a，miR-30a），促進癌細胞轉移和侵襲[8]。特異蛋白 1（specific protein1，Sp1）在成牙質細胞分化期間通過競爭性結合多個 miRNA 發揮其作為 Kruppel 樣因子 4（Kruppel-like factor 4，Klf4）的 ceRNA 調控作用[9]。
2.2 lncRNA 作為 ceRNA
lncRNA 是指長度大于 200 個核苷酸、不編碼蛋白的一類內源性 RNA 分子，在多種疾病中均發現 lncRNA 可作為 ceRNA 發揮作用[10]。lncRNA 同源異型盒基因（homeobox，HOX）的反義基因間 RNA（HOX antisense intergenic RNA，HOTAIR）可競爭性結合微小 RNA-331-3p（microRNA-331-3p，miR-331-3p），上調上皮生長因子受體 2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）的表達水平，促進胃癌細胞增殖、侵襲與轉移[11]。lncRNA 核糖核酸酶 P RNA 元件 H1（ribonuclease P RNA component H1，Rpph1）通過 ceRNA 方式調節細胞分裂周期蛋白 42（cell division control protein 42，CDC42）的表達水平，這可能是阿爾茲海默病（Alzheimer’s disease，AD）發病早期的一種代償機制[12]。lncRNA 增殖性抗原 Ki-67 FHA 域相互作用的核仁磷蛋白-3（long non-coding RNA MKI67 FHA domain-interacting nucleolar phospho protein，lnc-MKI67IP-3）充當 ceRNA，可抑制血管內皮細胞炎癥反應[13]。lncRNA 鐵蛋白重鏈 1 假基因 3（ferritin heavy chain 1 pseudogene 3，FTH1P3）作為 ceRNA 調節卷曲蛋白 5（fizzled5，fzd5）表達，促進口腔鱗狀細胞癌細胞增殖和集落形成，影響腫瘤進程[14]。基因間 lncRNA 00858（LINC00858）作為 ceRNA 調節激肽釋放酶相關肽酶 4（kallikrein 4，KLK4）的表達從而促進非小細胞肺癌細胞增殖，誘導細胞遷移和侵襲[15]。腎細胞癌舒尼替尼耐藥細胞系中激活的長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA activated in renal cell carcinoma with sunitinib resistance，lncARSR）是一種與舒尼替尼藥物耐藥相關的腎細胞癌特異性高表達 lncRNA。實驗表明，耐藥細胞可以通過外泌體傳遞 lncARSR，與微小 RNA-34/449（microRNA-34/449，miR-34/449）結合調控黏附相關激酶（adhesion related kinase，AXL）和原癌基因細胞間質表皮轉化因子（cellular-mesenchymal to epithelial transition factor，c-MET）的表達影響相關細胞抗藥性[16]。
2.3 假基因作為 ceRNA
假基因由于不參加編碼蛋白質而一度被認為是“垃圾基因”，隨著研究深入，現已逐漸證實假基因不僅可通過轉錄生成 RNA 并進一步翻譯生成蛋白質，還可通過 ceRNA 網絡調控親本基因的表達[17-18]。第 10 染色體同源丟失性磷酸酶-張力蛋白（phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10，PTEN）的假基因 PTENP1 與 PTEN 的 3’-UTR 序列高度相似，兩者能與多種共同 miRNA 競爭性結合[19]。Tay 等[20]對柯爾斯頓大鼠肉瘤病毒（kirsten rat sarcoma viral，KRAS）基因及其假基因 KRAS1P 的研究發現，過表達 KRAS1P 的 3’-UTR，可以提高 KRAS 轉錄物的表達水平，進而促進細胞增殖，影響腫瘤發生。
2.4 人工 miRNA 抑制劑
人工 miRNA 抑制劑，又稱“miRNA 海綿”，是人工構建的與 miRNA 幾乎完全互補的單鏈 RNA 反義寡核苷酸或含有多個 MREs 的轉基因載體，并通過甲基化或形成一個發夾結構來增強其穩定性，其轉錄物“吸附”相應的 miRNA，進而可以發揮 ceRNA 的作用[21]。但只有人工 miRNA 海綿在細胞內達到較高水平時，才能比較有效地發揮其作用[22]。此外，人工 miRNA 抑制劑針對性較強，因此難以抑制多種 miRNA 的功能。
2.5 circRNA 作為 ceRNA
circRNA 最初是在酵母線粒體內發現的，后來在人體內也發現了這種 RNA 分子，但是其生物學作用目前尚不明確[23]。circRNA 缺乏多聚腺苷酸尾（polyadenylic acid，poly A）和 5’-末端，可以逃避脫腺苷、脫帽和降解等過程，穩定性較高，在充當 miRNA 海綿方面具有明顯優勢[24]。實驗表明，小腦變性相關蛋白 1 反義鏈（cerebellar degeneration-related protein 1 antisense，CDR1as）又稱作微小 RNA-7 環狀 RNA 海綿（circular RNA sponge miR-7，ciRS- 7），包含 63 個保守的微小 RNA-7（microRNA-7，miR-7）結合位點可作為 ceRNA 競爭性結合 miRNA[25]。在先天性巨結腸癥中，鋅指蛋白 609（zinc finger protein 609，ZNF609）的 circRNA 作為 ceRNA 可吸附微小 RNA-150-5p（microRNA-150-5p，miR-150-5p）調控胸腺瘤病毒原癌基因 3（thymomaproto-oncogene 3，AKT3）表達[26]。在神經退行性疾病、膀胱癌以及軟骨關節炎等領域中均已發現作為 ceRNA 的分子在發揮調控作用[27-29]。
2.6 病毒來源的競爭 RNA
最新研究表明，病毒也可產生非編碼 RNA，并經由 ceRNA 調控網絡來影響宿主靶基因的表達[30]。在皰疹病毒轉染的 T 細胞中富含尿嘧啶的皰疹病毒 RNAs（herpesvirus saimiri U RNAs，HSURs）高表達，具有多個宿主細胞 miRNA 家族結合位點，調控宿主細胞 FoxO1 基因表達水平。此外，逆轉錄病毒的基因組 RNA 也可以作為 ceRNA，如丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）的 5’-端非翻譯區（5’-untranslated region，5’-UTR）可競爭性結合微小 RNA-122（microRNA-122，miR-122）并逃脫降解，從而穩定存在[31]。
3 ceRNA 與正常生理狀態
ceRNA 作為一種全新的基因表達調控模式，賦予多種 RNA 分子更廣泛的生物學功能，在維持細胞正常生理狀態等方面發揮重要作用，有助于對很多重要的生物學現象進行深入、全面地解析[32]。例如，靈長類動物可通過 ceRNA 機制控制某些信號通路的神經元數量，進而控制大腦皮層的發展進程[33]。再如，lncRNA H19 可作為 ceRNA，通過競爭性結合微小 RNA-874（microRNA-874，miR-874）來調節水通道蛋白 3（aquaporin-3，AQP3）的表達，在維持腸道屏障功能方面發揮重要作用[34]。最新實驗發現，軟骨細胞細胞外基質（extracellular matrix，ECM）相關 circRNA（chondrocyte ECM-related circRNAs，circRNA-CER）可通過 ceRNA 機制調控基質金屬蛋白酶 13（matrix metalloproteinases，MMP13）的表達并參與軟骨細胞 ECM 的降解[35]。
4 ceRNA 與疾病
除了影響信號通路，ceRNA 還能以多種其他方式參與疾病的發生和發展過程。在心血管研究中發現了多種 ceRNA 分子。心肌梗死轉錄相關因子 lncRNA（myocardial infarction associated transcript，lncRNA MIAT）以 ceRNA 的形式調控血管內皮生長因子 A 促進視網膜血管增生，參與調控糖尿病誘發的血管紊亂[36]。在缺氧條件下，心肌凋亡 lncRNA（cardiac apoptosis-related lncRNA，CARL）表達下調，其作為抗增殖蛋白 2（prohibitin，PHB2）的 ceRNA，抑制線粒體分裂和心肌細胞凋亡[37]。心臟相關環狀 RNA（heart-related circRNA，HRCR）的過表達通過 ceRNA 機制減弱微小 RNA-223（microRNA-223，miR-223）對凋亡抑制蛋白（apoptosis repressor with caspase recruitment domain，ARC）的抑制作用，誘導 ARC 表達上調，抑制心肌細胞肥大[38]。
另一方面，多種 ceRNA 被證實參與調控腫瘤的發生、發展。八聚體結合轉錄因子 4（octamer-binding transcription factor 4，OCT4）假基因 4（OCT4 pseudogene 4，OCT4-pg4）競爭性結合微小 RNA-145（microRNA-145，miR-145），使 OCT4 表達上調，促進肝癌細胞生長[39]。多能蛋白聚糖 mRNA 的 3’-UTR 通過競爭性結合多種 miRNA，調節其靶基因 PTEN 的表達水平，影響乳腺癌細胞生長[40]。lncRNA 甲狀腺乳頭狀癌易感性候選子 3（papillary thyroid carcinoma susceptibility candidate 3，PTCSC3）在甲狀腺癌中表達下調，通過 ceRNA 網絡，作為微小 RNA-574（microRNA-574，miR-574）的抑制劑，對甲狀腺癌細胞生長、細胞周期和凋亡過程進行調控[17]。目前人們已經在肝癌、乳腺癌、前列腺癌、結直腸癌、肺癌、黑色素瘤、惡性膠質瘤等多種腫瘤中證實了 ceRNA 調控機制在腫瘤發生、發展中的作用[28, 41-43]。
5 結語
ceRNA 作為重要的轉錄后調控模式，現已成為 RNA 生物學研究的一個新興領域，雖取得了很大的進步，但尚不十分完善。目前的絕大多數研究一般還只局限于幾個 RNA 之間，沒有涉及到對 ceRNA 網絡的整體研究。雖然 ceRNA 預測方法在不斷地更新，但還不能將影響 ceRNA 的因素完全包括在內，需要尋找新的研究思路、開發新技術。目前有關 ceRNA 的研究大多還停留在生物信息學預測階段，獲得的實驗證據還不十分充分，其參與調控的具體機制還需進一步探究。我們相信，隨著 ceRNA 研究深入，將有助于拓展人們對疾病發病機理的認識，為人類疾病提供新的治療思路和方法。