人类外显子环状RNA的研究进展及其临床价

9月2日,RNABiology在线发表了复旦大学肿瘤研究所黄胜林教授的受邀综述文章,系统分析了人类外显子环状RNA的研究进展及其临床意义(LyuandHuang,)。作者从环状RNA的基本介绍入手,系统介绍了人类外显子环状RNA的鉴定和表达情况,主要特性,相关功能,潜在作用机制以及临床应用价值。

环状RNA的相关背景介绍:

在上世纪70年代就发现了环形RNA的存在,截至目前,共有五大类环状RNA分子:

(1)环状基因组RNA(包括类病毒和丁型肝炎病毒等);

(2)内含子环状RNA;

(3)RNA加工过程的环状RNA中间体分子(rRNA或tRNA加工的中间体);

(4)具有持家基因功能的环状RNA分子(例如RNaseP或一些snoRNA);

(5)外显子环状RNA(LasdaandParker,)。

很长一段时间以来,环状RNA一直被认为是错误拼接的副产物而未得到广泛重视,但随着二代测序技术的兴起,在众多物种和细胞中鉴定到了大量的环状RNA,其中不少还具有组织细胞特异性的表达特征,预示着这一类RNA分子或许拥有特殊的生物学功能。环状RNA由反向拼接所形成,遵从GU/AG的外显子剪接方式,绝大部分由mRNA前体分子形成,形成机制方面有三种模型:

(1)反向互补序列介导;

(2)套索结构驱动;

(3)RNA结合蛋白介导。

目前的研究表明环状RNA与生长发育过程及人类疾病有密切关系,例如神经系统的发育和疾病过程,癌症,心血管疾病等。环状RNA主要分布于细胞质中,也有报道发现在唾液和外泌体中存在环状RNA,提示这类分子或许是一种新型的生物标志物。

环状RNA的鉴定及其主要性质:

随着二代测序技术的兴起,人们发现了种类数目惊人的由反向剪接作用形成的环状RNA分子,它们绝大多数的含量极低,但有些环状RNA的含量甚至高于所对应的线性RNA分子。目前人类中发现了数以万计种类的环状RNA,构成了人类转录组中种类最庞大的一类产物。已有一些在线的数据库资源汇总了相关的数据资料。CirBase汇总整理了已知的环状RNA基本信息。Circ2Traits整理了与疾病和治疗相关的环状RNA。Circnet整理了环状RNA相关的表达特征及miRNA/circRNA互作网络的信息。CircInteractome是一个分析环状RNA相互作用的miRNA或蛋白的在线工具,也可以用该工具进行引物或干扰RNA设计等。CIRCpedia是一个整合性的数据库,旨在汇总环状RNA相关的可变剪接及其细胞特异性分布信息。

对目前已报道的算法(包括circRNA_finder、find_circ、CIRCexplorer、CIRI和MapSplice)进行了分析比较,最终结果表明CIRCexplorer和Mapsplice是准确率和灵敏度最高的算法(Hansenetal.,)。但这两种算法的运算速度比较慢,且需要有基因的相







































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