《Frontiers in Immunology》：Functional roles and mechanisms of circRNA-protein interactions in cancer progression and tumor immune regulation
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本文综述了环状RNA(circRNA)与蛋白质的相互作用，系统阐述了其通过调控蛋白质稳定性、活性、定位及表观遗传修饰等功能机制，在肿瘤细胞增殖、转移、干细胞特性维持、代谢重编程、铁死亡、治疗抵抗及肿瘤免疫微环境调控等多方面的重要作用，为癌症的诊断、预后和治疗提供了新的见解与靶点。
1导论
环状RNA(circRNA)是一类由前体mRNA通过反向剪接形成的、具有共价闭合环状结构的内源性非编码RNA。由于缺乏5’帽和3’聚腺苷酸尾，它们具有高度的稳定性和对核酸酶降解的抗性。早期研究主要关注circRNA作为微小RNA(miRNA)海绵或竞争性内源RNA(ceRNA)的经典功能，但越来越多的证据表明，circRNA可以直接与蛋白质相互作用，这种circRNA-蛋白质相互作用能够影响蛋白质的稳定性、活性、亚细胞定位以及转录或表观遗传调控，从而成为肿瘤信号网络中的关键节点。
2circRNA-蛋白质相互作用的机制
circRNA与蛋白质的相互作用是双向的，一方面circRNA可以调控蛋白质，另一方面蛋白质也能影响circRNA的生物合成。
circRNA调控蛋白质稳定性
circRNA可以作为支架蛋白，直接结合并调控靶蛋白的降解或稳定，从而影响关键的细胞内信号通路。例如，circRNA-CREIT可作为支架促进E3泛素连接酶HACE1介导的PKR降解，调节蛋白质稳定性，并增强三阴性乳腺癌细胞对阿霉素的敏感性。同样，在胶质母细胞瘤中下调的circLRFN5能与PRRX2结合，促进其泛素-蛋白酶体途径的降解，从而抑制肿瘤发生。这些发现揭示了circRNA通过调控蛋白质稳定性来影响肿瘤细胞命运。
circRNA调控蛋白质活性
circRNA可以直接与酶或信号分子相互作用，调节其活性或复合物形成，从而改变下游信号通路。在结直肠癌中，经METTL1介导的m7G修饰稳定的circKDM1A，能够通过上调PDK1激活AKT通路，驱动肿瘤进展。这表明circRNA的修饰可以影响其稳定性，进而调控蛋白质信号通路和癌症发展。
circRNA调控蛋白质定位
circRNA可以在细胞内作为分子向导，控制蛋白质在细胞核、细胞质或细胞器之间的亚细胞定位。例如，circIPO7在具有远处转移的鼻咽癌患者中高表达，它能结合胞质中的YBX1，促进AKT介导的Ser102位点磷酸化，从而驱动YBX1核转位并激活下游基因转录，促进肿瘤转移。此外，许多circRNA还充当分子支架，桥接RNA结合蛋白与特定的mRNA靶标，从而稳定转录本或调节其翻译，例如在非小细胞肺癌中，circ0515通过招募RBM45与SDHB mRNA形成复合物来增强其稳定性。
circRNA影响转录和表观遗传调控
细胞核内的circRNA可以与染色质调节因子或转录因子相互作用，参与转录或表观遗传调控。例如，circCFL1在三阴性乳腺癌中可作为支架增强HDAC1与c-Myc的相互作用，抑制c-Myc的K48泛素化并稳定其水平。稳定的c-Myc进而结合TP53启动子促进mutp53表达，并通过p-AKT/WIP/YAP/TAZ通路增强干细胞特性，同时还上调PD-L1，抑制CD8+T细胞的抗肿瘤免疫。
m6A修饰调控circRNA表达
m6A修饰是circRNA-蛋白质相互作用中一个反复出现但具有环境依赖性的调控层。它通过影响circRNA的稳定性、亚细胞定位或蛋白质亲和力来调节相互作用的特异性，而非普遍决定因素。例如，m6A修饰的circPAK2可经YTHDC1介导发生胞质转位，形成circPAK2/IGF2BP/VEGFA复合物驱动血管生成和转移。
RNA结合蛋白调控circRNA生物合成
RNA结合蛋白可以促进或抑制前体mRNA的反向剪接，从而决定circRNA的丰度和种类。例如，RBMS1结合NFIB前体mRNA促进circNFIB的形成，而circNFIB又能结合IGF2BP3，增强L1CAM mRNA的稳定性，从而驱动胰腺导管腺癌的神经周围侵袭。
3circRNA-蛋白质相互作用在癌症进展中的功能与机制
circRNA-蛋白质相互作用通过调节蛋白质稳定性、活性、定位和转录/表观遗传调控，协调肿瘤进展的多个方面，包括增殖、转移、干细胞特性、治疗抵抗和肿瘤微环境。
调控肿瘤细胞增殖和自噬
circRNA可通过结合与增殖相关的蛋白质来调节细胞周期、凋亡或信号通路活性。例如，circHIPK2在炎症性肠病和结直肠癌中均上调，其沉默可抑制结直肠癌细胞生长。机制上，FUS介导了circHIPK2与EIF4A3的相互作用，促进TAZ翻译并通过Hippo通路上调下游靶点。circMETTL6在卵巢癌中下调，其过表达可通过结合NONO的卷曲螺旋结构域，阻断其与POLR2A的相互作用，从而抑制GDF15转录，抑制癌症进展。这些相互作用表现出高度的肿瘤类型特异性。
调控癌症转移
circRNA可与上皮-间质转化(EMT)或迁移相关蛋白相互作用，调节细胞骨架重塑、粘附和迁移能力。例如，胞质中的circHERC1通过两种机制发挥作用：一是作为ceRNA吸附miR-142-3p以解除对HMGB1的抑制，激活MAPK/ERK和NF-κB通路；二是结合FOXO1并将其滞留在细胞质中，调节AKT反馈通路，从而促进肺癌的增殖、侵袭和转移。
维持癌症干细胞自我更新
circRNA可与干细胞性调节蛋白相互作用，维持癌症干细胞(CSC)的自我更新。例如，m6A修饰的circFNDC3B通过YTHDC1介导的胞质输出，结合FXR2以稳定RNF41表达，从而抑制结直肠癌的干细胞特性和转移。circKPNB1则增强SPI1的稳定性和核转位，从而激活胶质母细胞瘤干细胞中的TNF-α/NF-κB信号。
重编程肿瘤代谢
circRNA可结合代谢酶或转录因子，调节糖酵解、脂质代谢和氨基酸代谢。例如，线粒体来源的circRNA mcPGK1在肝脏肿瘤起始细胞中，可促进PGK1介导的代谢重编程，抑制氧化磷酸化并增强糖酵解，从而维持肿瘤起始细胞的自我更新和肿瘤发生。
调控铁死亡和治疗抵抗
circRNA-蛋白质相互作用通过调节代谢途径、氧化应激、DNA损伤修复和细胞死亡程序，影响肿瘤细胞的存活和治疗反应。例如，在胶质瘤干细胞中，circRNF10通过circRNF10/ZBTB48/IGF2BP3反馈环路促进自我更新和铁死亡抵抗。而circRNA-SORE在肝细胞癌中通过稳定YBX1介导索拉非尼耐药。这些发现表明，靶向这些相互作用有望改善临床疗效。
4circRNA-蛋白质相互作用调节肿瘤免疫微环境
circRNA-蛋白质相互作用通过调节免疫细胞浸润和功能、促进癌症免疫逃逸以及影响肿瘤免疫治疗的疗效，在协调肿瘤免疫微环境的多个方面发挥核心作用。
调节免疫细胞浸润和功能
circRNA可以结合免疫调节蛋白，影响免疫细胞的募集、活化和功能状态。例如，膀胱癌来源的外泌体circRNA_0013936可通过吸附miR-320a和miR-301b，抑制CD8+T细胞在PMN-MDSCs中的功能。在卵巢癌中，circITGB6在细胞质中与IGF2BP2和FGF9 mRNA形成三元复合物，稳定FGF9 mRNA并诱导M2巨噬细胞极化，从而促进M2依赖的顺铂耐药。在自然杀伤细胞中，circARAP2通过与转录因子CTCF结合，表观遗传学地促进RAB5A转录，从而加速NKG2D的内吞和NK细胞脱敏。
调节癌症免疫逃逸
circRNA可以结合抑制性免疫信号分子或转录因子，阻断抗肿瘤免疫反应。例如，在鳞状细胞癌中，circFAT1在细胞质中结合STAT3，阻止SHP1介导的去磷酸化，维持STAT3的激活，从而促进肿瘤干细胞特性和免疫逃逸。敲低circFAT1可显著增强PD-1阻断疗法的疗效。
调节MHC-I抗原呈递和细胞因子分泌
circRNA-蛋白质复合物可以通过调节免疫相关基因表达和抗原呈递过程，主动调控抗肿瘤免疫。在肾细胞癌中，circGRAMD4直接与RBP RBM4相互作用，增强自噬货物受体NBR1 mRNA的稳定性，进而促进MHC-I分子的巨自噬依赖性降解，导致抗原呈递受损，最终诱导CD8+T细胞功能障碍。相反，工程化的circRNA疫苗，如circGPC3疫苗，能够持续表达抗原，增强树突状细胞的交叉呈递，从而启动强大的适应性免疫反应。在细胞因子分泌方面，HPV编码的circRNA circE7直接结合乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)，通过代谢-表观遗传耦合机制抑制galectin-9的表达，从而破坏免疫检查点依赖的信号传导，导致细胞毒性细胞因子如IFN-γ和TNF-α的分泌受损。
调节免疫检查点分子表达
circRNA通过与RNA结合蛋白直接相互作用，可以调节免疫检查点分子的表达。例如，circPHLPP2在结直肠癌中高表达，它能结合ILF3并促进其核积聚，从而增强IL36γ的转录，减少NK细胞浸润，促进肿瘤进展。在胃癌中，circRHBDD1通过IGF2BP2稳定PD-L1 mRNA，抑制CD8+T细胞浸润。将靶向circRHBDD1的siRNA与抗PD-1联合使用可增强免疫治疗疗效。
circRNA编码的肽段成为癌症免疫治疗的关键介质
越来越多的circRNA被证明可以编码功能性肽段，为circRNA介导的免疫调节增加了新的调控维度。例如，circPIAS1-108aa通过招募SUMO E3连接酶Ranbp2促进STAT1的SUMO化，从而抑制STAT1磷酸化，恢复SLC7A11/GPX4信号，限制IFNγ诱导的免疫原性铁死亡。而circTNK2-487aa则增强STAT3磷酸化并抑制STAT1同源二聚体形成，损害NK细胞的募集。
5靶向circRNA-蛋白质相互作用的治疗策略：机遇与转化障碍
circRNA-蛋白质复合物在癌症中表现出高度特异性表达，具有广阔的临床应用潜力，可用于早期癌症筛查、治疗反应预测和预后评估，并为干预提供了新的靶点。然而，临床转化仍面临重大挑战。脱靶效应是circRNA靶向策略的主要问题，而向肿瘤微环境特别是免疫细胞的递送仍存在特异性、稳定性和组织穿透性不足的障碍。此外，缺乏标准化的检测方法限制了其作为生物标志物的临床效用。该领域目前也存在发表偏倚和结果不一致的问题。克服这些挑战需要系统评估特异性、优化递送策略并开发标准化的临床检测方案。
6结论与展望
circRNA-蛋白质相互作用是肿瘤发生、代谢重编程和免疫逃逸的关键调节因子，具有重要的临床转化价值。未来研究可在三个方向推进：首先，利用高通量测序、质谱和CLIP-seq系统绘制circRNA-蛋白质相互作用网络，以发现关键靶点；其次，进一步探索其在肿瘤免疫微环境中的作用，以指导免疫检查点抑制剂的联合治疗；最后，通过优化核酸药物、纳米递送系统和小分子抑制剂，开发针对这些相互作用的精准治疗策略，并与化疗、靶向治疗和免疫治疗探索协同效应。总之，这些相互作用不仅为理解肿瘤分子机制提供了新见解，也为癌症的早期诊断、治疗反应预测和精准治疗提供了创新途径。
