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这是一篇深入探讨环状RNA(circRNA)在重要医学寄生虫感染中作用的前沿综述。文章系统性地总结了circRNA的生物学特征（如通过反向剪接形成、可充当miRNA海绵、翻译肽段、与蛋白互作等）及其在宿主-寄生虫相互作用中的双向调控角色，包括疟原虫、弓形虫、利什曼原虫等。作者指出该领域研究尚处起步阶段，但circRNAs在寄生虫诊断标志物、治疗靶点和疫苗研发方面展现出巨大潜力，为理解宿主-寄生虫在分子层面的“对话”提供了新视角。
1. 引言
非编码RNA(ncRNA)是细胞功能的关键调节者。环状RNA(circRNA)是一类特殊的内源性长链非编码RNA，其首尾共价相连形成闭合环状结构，因此能抵抗外切核酸酶的降解，具有更高的稳定性。自20世纪70年代首次在植物病原体(类病毒)和人类细胞中被发现以来，随着高通量测序和生物信息学技术的发展，科学家们已在包括哺乳动物、植物、寄生虫和病毒在内的多种生物中发现了大量具有细胞/组织特异性的circRNA。本篇综述旨在概述circRNA的一般生物学特性，并聚焦于其在重要医学寄生虫感染中的作用，以深化我们对宿主-寄生虫交互不同层面的理解。
2. circRNA的生命史：从生到灭
2.1. 生物发生
circRNA主要由前体mRNA(pre-mRNA)通过一种称为“反向剪接”的特殊过程产生。在此过程中，下游剪接供体位点反向连接到上游剪接受体位点，将通常被跳过的外显子（或多个外显子）共价环化。其生物发生主要涉及两种模型：套索模型（或外显子跳跃模型）和直接反向剪接模型。circRNA主要类型包括外显子circRNA、外显子-内含子circRNA和内含子circRNA(circular intron RNA)。它们主要定位于细胞质，但也可通过细胞外囊泡(EV)传递，甚至在线粒体中被发现。
2.2. circRNA合成的调控
大部分circRNA的丰度低于其对应的线性mRNA，两者存在竞争关系。顺式作用元件（如侧翼内含子中的反向Alu重复序列）和反式作用因子（如RNA结合蛋白RBP）可以通过拉近反向剪接位点来促进circRNA的产生。相反，ADAR1等因子可抑制其生成。由于其环状结构缺乏自由末端，circRNA比线性RNA更稳定，半衰期更长。其降解需要特定的内切核糖核酸酶（如RNase L）的作用，或通过识别m6A修饰等途径进行。
3. circRNA：功能多样性及分子机制揭秘
circRNA是许多重要生理和病理过程的关键调节因子。已知的分子作用机制主要分为四类：
3.1. 转录调控与R环形成
circRNA可通过与宿主基因位点结合，促进形成RNA-DNA杂交体（R环），从而诱导转录暂停或提前终止，在转录水平调控基因表达。
3.2. 微小RNA海绵
这是circRNA最被广泛认知的核心功能。它们可作为竞争性内源RNA(ceRNA)，结合并“海绵吸附”微小RNA(miRNA)，阻止其与靶标mRNA结合，从而间接上调靶基因的表达。
3.3. 翻译成新型肽段
尽管被视为非编码RNA，但部分circRNA可通过内部核糖体进入位点(IRES)等非帽依赖方式起始翻译，产生功能各异的肽段，极大地扩展了已知蛋白质组的范围。
3.4. circRNA-蛋白质相互作用的力量
circRNA可作为分子平台与蛋白质（尤其是RNA结合蛋白RBP）相互作用。它们可以充当“支架”组装蛋白质复合物，或作为“诱饵”隔离蛋白质，从而调控蛋白质功能、信号通路以及mRNA的剪接、稳定和翻译。它们还能作为核招募因子，参与表观遗传调控。
4. circRNA的临床视野
4.1. circRNA研究方法学概述
circRNA的研究依赖于专门的技术。实时定量PCR(qPCR)和数字液滴PCR(ddPCR)是验证和定量的金标准，利用针对反向剪接连接点的发散引物进行特异性扩增。荧光原位杂交(FISH)可用于可视化其亚细胞定位。生物信息学工具用于从测序数据中鉴定circRNA。circRNA-蛋白质相互作用可通过circRNA Pull-down、RNA免疫共沉淀(RIP)、交联免疫共沉淀(CLIP)及电泳迁移率变动分析(EMSA)等技术进行研究。
4.2. 作为诊断标志物和治疗剂的新兴角色
circRNA因其稳定的环状结构、较长的半衰期、在生物体液中稳定存在以及组织和细胞类型特异性表达模式，成为理想的诊断生物标志物候选。同时，其稳定性和潜在的低免疫原性也使其成为有前景的下一代RNA治疗剂，目前正在探索使用腺相关病毒(AAV)、脂质纳米颗粒等技术进行递送。
5. circRNA：宿主-寄生虫相互作用中的新兴角色
circRNA是宿主-寄生虫相互作用中的潜在参与者。寄生虫既可利用自身circRNA调控其生物学过程，也能重塑宿主的circRNA景观，从而在分子层面操纵相互作用。
5.1. 疟原虫属
在恶性疟原虫中已预测到数百个circRNA，其中一些包含预测的人类miRNA结合位点。在啮齿动物疟疾模型中发现，疟原虫感染能显著重塑宿主的circRNA景观，所有发生变化的circRNA均来源于宿主。这些差异表达的circRNA其靶基因富集于MAPK、NF-κB等炎症和免疫信号通路，表明疟原虫可能通过重编程宿主circRNA表达间接触发炎症反应。
5.2. 弓形虫
弓形虫感染会导致宿主circRNA表达谱发生显著变化。在人类成纤维细胞、小鼠肝脏和脑组织中均发现了大量差异表达的circRNA。这些circRNA与代谢、信号转导、免疫和细胞凋亡通路相关，并通过构建circRNA-miRNA-mRNA网络，提示其可能作为miRNA海绵，干扰或引导神经元和免疫信号通路。
5.3. 利什曼原虫属
在利什曼病患者血清和体外感染的巨噬细胞模型中，均观察到宿主circRNA的广泛失调。例如，hsa-circ-0032822在感染婴儿利什曼原虫和热带利什曼原虫的巨噬细胞中均上调，并可能通过延长巨噬细胞寿命支持寄生虫持续存在。某些circRNA的表达具有种属特异性，并可在培养上清中检测到，提示其作为无创诊断标志物的潜力。
5.4. 锥虫属
在布氏锥虫中发现了来源于线粒体mRNA的circRNA。这些circRNA的3‘非翻译区(3’UTR)比其线性对应物更短或更少，表明环化可能发生在poly(A)加尾之前，代表了不同于经典mRNA生命周期的另一种成熟或降解途径。其生物学功能尚属未知。
5.5. 血吸虫属
在日本血吸虫成虫中鉴定出2636个来源于寄生虫的circRNA，且表达存在性别差异，提示其可能在血吸虫发育和性别分化中起调控作用。在血吸虫感染诱导的小鼠肝纤维化模型中，宿主circRNA circGsr-0002通过海绵吸附miR-383-3p来激活肝星状细胞(HSC)，促进肝纤维化，敲低circGsr-0002可抑制HSC活化并减轻纤维化。
5.6. 片形吸虫属（肝片吸虫）
大片吸虫的排泄-分泌产物(ESP)能直接改变宿主（山羊）外周血单个核细胞(PBMC)的circRNA表达谱。这些差异表达的circRNA涉及B细胞受体和肿瘤坏死因子(TNF)等信号通路，表明肝片吸虫可能通过调节宿主非编码RNA网络来操纵宿主免疫，以创造有利于其存活的“耐受性”免疫环境。
5.7. 棘球绦虫属
细粒棘球绦虫的原头节和囊液来源的细胞外囊泡(ELV)中含有丰富的circRNA，可能调节寄生虫和宿主基因。在包虫病患者中，包囊周围组织有大量宿主circRNA表达改变，这些circRNA可能作为miRNA海绵发挥作用。在多房棘球绦虫引起的泡型包虫病患者血清外泌体中，也发现了与健康对照不同的circRNA，为无创诊断提供了基础。
6. 挑战与陷阱
当前circRNA的研究面临诸多挑战。鉴定和验证circRNA的技术成本高、耗时长，且灵敏度不一。生物信息学预测模型的准确性受限于不完整的数据集，且容易将测序假象误认为功能性反向剪接。关于circRNA在寄生虫生物学和宿主-寄生虫互作中的作用，大多数研究仍停留在描述性转录组学层面，缺乏功能性实验验证。此外，circRNA的合成、大规模生产、标准化以及潜在的脱靶效应和免疫原性等问题，也阻碍了其向诊断和治疗应用的转化。
7. 结论
在寄生虫感染领域，相较于miRNA和lncRNA，circRNA的研究明显滞后，但前景广阔。寄生虫拥有自身的circRNA谱，可能赋予其独特特征，并可能成为有用的诊断标记或治疗靶点。同时，寄生虫通过改变宿主circRNA景观来维持有利的共生关系，这些变化通常与宿主免疫和炎症通路相关。虽然circRNA在寄生虫学中尚未有成熟的诊断工具或疗法，但随着分子生物学和生物信息学工具的快速发展，通过协调、有目的的临床前研究，我们有望在不久的将来驾驭这些分子，将其应用于人类医学。
