作者：李佩恒，彭彪，广州医科大学附属肿瘤医院神经外科

胶质瘤是中枢神经系统最常见的原发性恶性肿瘤，其中胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM）恶性度最高，5年生存率约5%。DNA损伤修复在胶质瘤发生、发展的过程中起重要作用，并且影响胶质瘤放化疗的效果。

研究发现，DNA损伤修复缺陷不仅增加替莫唑胺（temozolomide，TMZ）的治疗敏感性，还与胶质瘤放疗抵抗相关。环状RNA（circular RNA，circRNA）具有更高的丰度、更加保守的序列和更加稳定的化学性质，可通过调节DNA损伤修复过程影响胶质瘤的发生、发展及治疗效果。本文总结circRNAs调控DNA损伤修复的病理生理机制，探讨circRNAs在胶质瘤DNA损伤修复过程中的治疗前景。

1. DNA 损伤修复在胶质瘤中的作用

1.1 DNA损伤修复影响胶质瘤的发生、发展

DNA损伤修复途径包括DNA双链断裂（DNA double-strand breaks，DSBs）、碱基切除修复（base excision repair，BER）、DNA错配修复（mismatch repair，MMR）及核苷酸切除修复（nucleotide excision repair，NER），其中DSBs是最常见的高毒性DNA损伤途径。机体在受到外部或内源性损伤刺激时，DNA损伤会导致基因组稳定性的失调。此时，DNA损伤修复阻止异常的DNA 复制。当DNA 损伤修复出现缺陷时，受损的DNA继续复制会导致多重异常的细胞生理学改变，从而促进胶质瘤的发生、发展。

1.2 DNA损伤修复影响胶质瘤的治疗

当肿瘤形成后，DNA损伤修复也在胶质瘤的治疗中也发挥着重要作用。化疗和放疗的治疗思路之一是破坏肿瘤细胞的DNA，继而使其发生凋亡。但是胶质瘤细胞具有极强的DNA损伤修复能力，当受损的DNA得到修复后，肿瘤细胞存活，这就造成了化疗与放疗时的治疗抵抗。

1.2.1 DNA损伤修复参与胶质瘤的化疗

TMZ是胶质瘤化疗的主要药物，可在鸟嘌呤O′6位将DNA烷基化，O′6-甲基鸟嘌呤可阻断DNA复制使细胞凋亡，从而限制胶质瘤发展。O′6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶（O6-methylguanine methyltransferase，MGMT）是一种DNA修复酶，可剔除鸟嘌呤O′6位的甲基，从而增强TMZ的耐药性。

反之，其表达降低，则提高胶质瘤对TMZ的敏感性，改善化疗疗效。DNA损伤中的MMR途径也可作用于O′6 -甲基鸟嘌呤，使DS⁃Bs修复障碍，导致细胞周期停滞。此外，TMZ的耐药性与BER也密切相关。大部分N3甲基化腺嘌呤和N7甲基化鸟嘌呤的DNA损伤可被BER途径识别并修复，且BER成员MPG、PARP-1及MGMT的表达降低会增强胶质瘤对TMZ 的敏感性。抑癌蛋白p53的表达升高也提高胶质瘤对TMZ的敏感性。

1.2.2 DNA损伤修复参与胶质瘤的放疗

放疗可以破坏胶质瘤细胞的DNA，而DNA损伤修复能力影响胶质瘤对放疗的敏感性。肿瘤细胞受到辐射时，活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）将增多，破坏肿瘤细胞，BER途径中的APE1/Ref-1在胶质瘤形成过程中显著增加，通过清除ROS和增强DNA损伤修复能力来对抗放疗时胶质瘤细胞的损伤。

放疗不敏感的肿瘤细胞中，APE1/Ref-1含量增高，使ROS维持在较低水平，并激活BER途径，共同抵抗放疗带来的DNA损伤。除了BER途径外，大部分放疗后DNA损伤会通过DSBs途径修复。此外，抑癌因子p21可以增加胶质瘤细胞在乏氧条件下的辐射抗性，说明p21也可能为解决胶质瘤放疗抵抗的问题提供新的治疗靶点。

2. circRNAs 在胶质瘤中调节DNA 损伤修复的机制

2.1 circRNAs 调节表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）信号通路

EGFR 信号通路中部分因子参与DSBs修复过程，如EGFR可以通过调节PARP-1促进DSBs修复，而PARP-1的表达降低会增加胶质瘤对TMZ 的敏感性。临床上，PARP抑制剂韦利帕利和TMZ联合使用，显著增加胶质瘤对TMZ 的敏感性。使用靶向EGFR 和DSBs标志物γ-H2AX的可裂解放射免疫耦联物，可以增加对肿瘤的分子放射疗效。

circ-E-Cad RNA编码分泌型E-钙粘素蛋白变体，其在GBM中高表达，通过激活EGFR信号通路促进GBM干细胞的致瘤性；而抑制其表达，可增强EGFR靶向治疗GBM的敏感性。circ-EGFR 在胶质瘤组织中翻译得到rtEGFR蛋白，下调rtEGFR的表达可提高EGFR胶质瘤靶向治疗的疗效。

circ-EGFR过表达可以通过海绵状miR-183-5p调节TUSC2的表达，抑制胶质瘤的增殖、迁移和血管生成，并促进细胞凋亡。而以EGFR作为胶质瘤治疗靶点的研究已被证明无效，这说明胶质瘤的治疗耐药可能与EGFR通路的下游信号、EGFR配体以及络氨酸受体激酶相关。因此，关于circRNAs的研究为提高EGFR靶向治疗胶质瘤的疗效提供了一个新的方向。

2.2 circRNAs调节PI3K信号通路

PI3K途径与胶质瘤细胞的增殖、侵袭、血管生成和治疗抵抗等有关。MRN 复合物是DSBs 途径中主要的传感器，参与PI3K-Akt通路的激活，这说明PI3K-Akt通路可能与DSBs有关。此外，PI3K-Akt通路可以通过调控γ-H2AX参与胶质瘤的放疗抵抗。circ-DICER1作为miR-103a-3p/miR-382-5p的海绵吸附该miRNA，可降低其miRNA对ZIC4的负调节，从而激活PI3K/AKt通路，促进胶质瘤暴露的内皮细胞的血管生成。

Hsa_circ_0067934 在GBM 中过表达，可激活PI3KAkt通路促进肿瘤细胞增殖和迁移，而低表达的病人则具有更长的总生存期和无病生存期。circ_0037655 作为miR-214 的海绵，高表达时能下调miR-214的表达水平，激活PI3K-Akt通路，从而提高胶质瘤细胞系的活力及侵袭性。

2.3 circRNAs调节Wnt信号通路

过度激活Wnt通路不仅会导致热休克蛋白对DNA 损伤敏感，还增加DSBs的频率。在造血干细胞中，Wnt通路可参与辐射诱导的DNA损伤修复过程。在胶质瘤中，circ_0001730 可通过miR- 326/Wnt7B 轴激活Wnt/β-catenin通路促进GBM的进展；而下调该circRNA的表达，则可阻滞细胞周期，抑制GBM细胞生长。下调cZNF292 同样可通过Wnt/β-catenin 通路将细胞周期阻滞在S/G2/M 期。

此外，circ_0055412 作为miR-330-3p的海绵调节活化T细胞核因子3的表达，诱导连环蛋白β1的转录，激活Wnt/β-catenin通路促使胶质瘤细胞对顺铂产生耐药。

2.4 circRNAs调节NF-κB信号通路

NF-κB是重要的抗凋亡信号通路。经放疗诱导激活后的NF-κB通路对肿瘤细胞具有双重作用：一方面诱导DSBs抑制肿瘤细胞的生长；另一方面产生有利于肿瘤细胞存活的物质，促进肿瘤生长。作为DSBs与BER过程的重要因子，PARP-1是NF-κB通路的依赖性激活剂，可调节NF-κB 的转录活性，影响细胞存活。

circ-ADAMTS6在GBM的低氧微环境中表达上调，促进GBM细胞增殖、抑制细胞凋亡；通过ANXA2参与到NF-κB通路中，从而影响GBM的致瘤性。circRNA_001372 可通过海绵状miR-148b-3p 作用于PI3K/Akt/NF-κB通路，从而影响神经细胞凋亡；下调其表达会增加神经细胞凋亡，而提高其表达能抑制丙泊酚诱导的神经毒性和神经炎症。

2.5 circRNAs调节p53表达

p53是细胞周期负性调节因子，可将细胞周期阻滞在G1/S期，使细胞进入S期前修复受损的DNA。p53通过调节多种细胞周期基因转录的过程来阻滞细胞周期，例如，可通过p53-p21-DREAM-E2F/CHR通路调节G1/S、G2/M检查点，参与DNA损伤修复过程。因此，p53对DNA损伤的应答失败可能会增加机体对致癌突变的易感性。

circRNAs可通过调节p53的表达，进而影响胶质瘤的DNA损伤修复过程。在p53野生型GBM中，Hsa_circ_0072309可通过抑制p53泛素化，使p53蛋白的稳定性增强，细胞周期停滞，使异常的DNA进入损伤修复过程，促进GBM细胞凋亡；此外，miR-100 可以介导Hsa_circ_0072309 调节p53 的表达。

下调Hsa_circ_0076248 可通过减少miR-181a 的吸附来促进p53和SIRT1的表达，从而阻滞细胞周期，调控DNA损伤修复进程，抑制胶质瘤细胞的生长，且可提高TMZ化疗敏感性，但更深入的具体机制尚不清楚。circRNAs还能通过与蛋白质结合在DNA损伤修复中发挥作用。研究发现，circ-CDR1as可直接与p53核心DNA结合域结合，限制p53和其负性调节因子MDM2的相互作用，抑制p53蛋白泛素化和降解；当DNA 损伤时，CDR1as 与p53 结合，保护p53功能，从而阻滞细胞周期；反之，当circ-CDR1as减少时，p53的表达减弱，促进胶质瘤的增殖侵袭。

2.6 circRNAs调节p21表达

p21是细胞周期素依赖性激酶抑制因子，可将细胞周期阻滞在G1和G2期，以调节相应刺激，并可通过调节NF-κB通路，参与基因转录、与增殖细胞核抗原相互作用等方式直接或间接参与DNA损伤修复过程。PAK是其活化激酶，PAK的过度表达会影响p21的表达水平，造成肿瘤的恶性进展。Zhang等研究发现，circ-PTPPRZ1在胶质瘤中表达升高，通过上调PAK1蛋白的表达活化p21，促进胶质瘤细胞的增殖和侵袭，同时抑制细胞凋亡；miR-1261可抑制circ-PTPPRZ1的表达，发挥出与circRNAs相反的作用。

有趣的是，circ-PTPPRZ1不同于其他circRNAs对miRNA的海绵作用，其对miR-1261的表达没有产生影响，这提示除了作为miRNA海绵外，circRNAs可能通过参与其他机制调控DNA损伤修复过程。

综上所述，circRNAs可以通过调控DNA损伤修复过程中的关键信号通路及相关因子，从而影响胶质瘤的发生、发展及治疗效果，可能为胶质瘤的治疗和预后提供新的有效策略。虽然现阶段DNA损伤修复途径已被证明与胶质瘤的放化疗抵抗有一定关系，且相关因子的靶向药物已用于临床，但关于circRNAs在胶质瘤中通过DNA损伤修复途径如何影响放化疗敏感性更深入的研究仍然有限，相关机制有待进一步明确。

来源：李佩恒,彭彪.环状RNA在胶质瘤DNA损伤修复中的研究现况[J].中国临床神经外科杂志,2024,29(10):629-632.DOI:10.13798/j.issn.1009-153X.2024.10.013.