大多數非蛋白質編碼的RNA被鑒定為具有參與細胞內穩態的多種功能。環狀RNA(CircRNAs)是一種非編碼轉錄本，在許多生理和病理狀態的發生和發展中起著關鍵作用。高通量RNA測序和生物信息學工具的進步幫助我們確定了幾條CircRNA調控途徑，其中之一就是microRNA(MiRNA)介導的調控。

        CircRNA除了直接影響mRNA轉錄外，還可以通過海綿作用於miRNAs或RNA結合蛋白來調控靶基因的表達。本文將重點介紹CircRNA-miRNA-mRNA相互作用網絡在糖尿病及其相關並發症中影響基因表達的研究進展。

        圖片來源:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34853728/

        CircRNA的功能

        一組不同的CircRNA已被確定為具有海綿、誘餌或改變基因或蛋白質表達的可翻譯元件等功能。CircRNAs可以通過海綿的作用來調節miRNA的活性。單個CircRNA可以通過其環狀序列與一個或多個miRNAs結合。一個研究得很好的miRNA海綿例子是CircRNA-CDR1as，它被發現含有63個miR-7結合位點。

        通過與蛋白質的相互作用，人們發現CircRNA起到了誘餌的作用，並改變了細胞的功能。CircRNAs是一類潛在的蛋白質編碼能力較低的lncRNAs。它們還含有m6A修飾或內部核糖體進入位點(IRESS)，可以翻譯成多肽。

        糖尿病及相關並發症中CircRNA-miRNA-mRNA的相互作用

        MiRNAs被記錄為通過控製信號級聯中涉及的基因的上調或下調在糖尿病的發病機製中發揮重要作用。例如，miR375參與了胰腺細胞的發育。基於糖尿病及其相關並發症中miRNAs表達變化的特征，已經在電子數據庫的幫助下從實驗研究中浮現出來。

        CircRNAs在基因表達中發揮作用，因為它們可以部分抑製miRNA的活性。它們像海綿一樣與miRNA結合，作為競爭的內源性RNA，調節靶miRNA的功能，從而間接靶向mRNA水平。

        在這方麵，CDR1as(CIRS-7)被認為是Pax6mRNA的靶標，也是由71個結合位點或26個與miR-7對應的簇組成的人類環狀RNA中最有前途的miRNA靶標之一。Hansen等人證明了CDR1as(CIRS-7)作為miR-7海綿的調節功能，其過表達導致斑馬魚中腦發育缺陷。該表型還報道了miR-7在中樞神經係統表達的改變。

        B細胞的主要功能是分泌胰島素，從而調節體內的葡萄糖穩態。在消化的時候，當葡萄糖的可獲得性增加時，胰島素開始從胰島的b細胞分泌。據報道，Akt、Mtpn和Slc2a2等mRNAs與胰島素分泌密切相關。CircHIPK3針對上述mRNAs，是胰島中大量表達的CircRNAs之一，起源於Hipk3基因，據報道可降低患者胰島中的表達。

        糖尿病及相關並發症中CircRNA-miRNA-mRNA的相互作用還有多種，例如，動脈粥樣硬化中CircRNAWDR77-miR124的相互作用。糖尿病腎病中CircRNA15698-miR185的相互作用。糖尿病心肌病變中CircRNA000203-miR-26b-5p的相互作用。糖尿病心肌病變中CACR-miR-214-3p的相互作用。心肌纖維化中CircRNA 010567-miR-141的相互作用。

        糖尿病及其並發症中CircRNA-miRNA-mRNA的相互作用

        圖片來源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34853728/

        本文綜述了CircRNA-miRNA-mRNA相互作用網絡在糖尿病及其相關疾病中的研究進展。到目前為止，已經發現了20,000多個新的CircRNA，盡管隻有幾個與它們的調控途徑或相互作用網絡有關。

        識別它們之間的相互作用網絡的重要性在於，它將揭示各種基因及其上遊元件在不同病理條件下調控的整體和機製圖景。在未來，這一領域的廣泛研究將允許更好的診斷，並提供更多關於互動機製的知識。(生物穀Bioon.com)

        參考文獻

        Shukla Sakshi et al. Role of circRNA-miRNA-mRNA interaction network in diabetes and its associated complications. Mol Ther Nucleic Acids. 2021 Nov 10; 26:1291-1302. doi: 10.1016/j.omtn.2021.11.007.