一文全面解读环状RNA为何成为RNA治疗和疫苗新宠

环状RNA（Circular RNA，简称circRNA）是一种呈封闭环状结构的非编码RNA分子，不具有传统线性RNA的5'和3'末端。这种独特的结构使circRNA免受RNA外切酶的影响，表达更稳定，不易降解。环状RNA可以起到microRNA海绵的作用，结合并抑制microRNA的活性，进而调控其靶标发挥作用。另外，也有研究表面，环状RNA会调控可变剪切或者转录过程。环状的形成依赖于侧翼RNA元件。侧翼RNA元件可能对内含子脱支成套非常重要。研究推测，环状RNA可以调控亲本基因的表达。大多环状RNA不会翻译，但是有一小部分环状RNA是可以被翻译的如HDV（乙肝病毒HBV的一个亚型）就是由天然环状RNA翻译而成的。

研究表明，circRNAs的形成不同于线性RNA的标准剪切模式，是通过backsplicing方式剪切而来。现有的circRNA形成模型主要由以下几种：

circRNAs的5种不同形成模型如下图所示

图.环状RNA形成模型

环状RNA二代测序流程如下：

图.环状RNA建库流程

• circBank: 收录了140790条人类circRNA记录，提供详细的序列、miRNA结合预测分析等信息；

• circNet: 提供环状RNA的基本信息、不同组织中的表达谱数据及circRNA-miRNA-gene的ceRNA调控网络；

• 人类外显子环状RNA数据库: 收集了超过3万条人类外显子环状RNA记录，包括基因组位置信息和RNA编辑情况。 

• TSCD数据库: 组织特异性的circRNA数据库，提供人类和小鼠主要组织中组织特异性circRNA的全局视图；

• CSCD数据库：肿瘤特异性circRNA数据库；

• circRNADb数据库：综合性circRNA信息查询数据库，收集文献中报道的circRNA相关数据集加以分析；

• Kaplan-meier Plotter数据库：基于GEO、EGA以及TCGA 等公共数据库的基因芯片和 RNA-seq数据构建而成，评估了54,675个基因在21种癌症中对于生存率的影响，包括乳腺癌(6234例)、卵巢癌(2190例)、肺癌(3452例)和胃癌(1440例)；

• circR2disease数据库：circR2disease数据库通过在 Pubmed中检索”circRNA", "circular RNA"  , "circRNA cancer","circRNA disease" , "circRNAtumor"以及"circRNA meoplasm"等关键词，手动收集并整理了2018年3月31日之前发表的论文，最终得到了739个条目，包括725个circRNA—疾病关系对，661个circRNA以及100种疾病；

• TransCirc数据库：研究circRNA编码小肽的数据库；

• TRCirc数据库：TR即 transcriptional regulation，跟转录调控有关；

• cirCRNADisease数据库善于800多篇报道circRNA与疾病相关的文献，收集了330circRNA与48种疾病之间的354对相互联系，其中肿瘤相关疾病占54%，心血管和脑血管相关疾病占27%；

• exoRBASE数据库：该数据库基于归一化处理的人类血液外泌体RNA-seq数据和已发表文献数据进行整合。

• PlantCircBase：植物环RNA数据库（PlantCircBase）包含了13个物种的环状RNA信息。另外，植物microRNA百科全书（Plant microRNA Encyclopedia）提供了植物microRNA的注释信息；

• PlantCircNet作为一个综合数据库提供，在八个模型植物中提供含有鉴定的circRNA的可视化植物circRNA-miRNA-mRNA调控网络。

这些数据库为环状RNA的研究提供了丰富的数据支持。

翌圣生物科技（上海）股份有限公司成立于2014年，是一家聚焦生命科学产业链上游核心原料，从事核苷酸、蛋白、细胞和类器官四大品类生物试剂的研发、生产与销售的高新技术企业。公司兼备核心技术自主研发和规模化生产能力，核心产品数量达数千种，覆盖分子克隆、qPCR、NGS、体外转录、抗体、蛋白纯化及分析、细胞培养、转染、报告基因检测和类器官等多种系列，广泛应用于生命科学研究、诊断检测和生物医药等领域。