CircRNA-miRNA-mRNA相互作用网络在糖尿病及其相关并发症中的作用

大多数非蛋白质编码的RNA被鉴定为具有参与细胞内稳态的多种功能。环状RNA(CircRNAs)是一种非编码转录本，在许多生理和病理状态的发生和发展中起着关键作用。高通量RNA测序和生物信息学工具的进步帮助我们确定了几条CircRNA调控途径，其中之一就是microRNA(MiRNA)介导的调控。

CircRNA除了直接影响mRNA转录外，还可以通过海绵作用于miRNAs或RNA结合蛋白来调控靶基因的表达。本文将重点介绍CircRNA-miRNA-mRNA相互作用网络在糖尿病及其相关并发症中影响基因表达的研究进展。

图片来源: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34853728/

CircRNA的功能

一组不同的CircRNA已被确定为具有海绵、诱饵或改变基因或蛋白质表达的可翻译元件等功能。CircRNAs可以通过海绵的作用来调节miRNA的活性。单个CircRNA可以通过其环状序列与一个或多个miRNAs结合。一个研究得很好的miRNA海绵例子是CircRNA-CDR1as，它被发现含有63个miR-7结合位点。

通过与蛋白质的相互作用，人们发现CircRNA起到了诱饵的作用，并改变了细胞的功能。CircRNAs是一类潜在的蛋白质编码能力较低的lncRNAs。它们还含有m6A修饰或内部核糖体进入位点(IRESS)，可以翻译成多肽。

糖尿病及相关并发症中CircRNA-miRNA-mRNA的相互作用

MiRNAs被记录为通过控制信号级联中涉及的基因的上调或下调在糖尿病的发病机制中发挥重要作用。例如，miR375参与了胰腺细胞的发育。基于糖尿病及其相关并发症中miRNAs表达变化的特征，已经在电子数据库的帮助下从实验研究中浮现出来。

CircRNAs在基因表达中发挥作用，因为它们可以部分抑制miRNA的活性。它们像海绵一样与miRNA结合，作为竞争的内源性RNA，调节靶miRNA的功能，从而间接靶向mRNA水平。

在这方面，CDR1as(CIRS-7)被认为是Pax6mRNA的靶标，也是由71个结合位点或26个与miR-7对应的簇组成的人类环状RNA中最有前途的miRNA靶标之一。Hansen等人证明了CDR1as(CIRS-7)作为miR-7海绵的调节功能，其过表达导致斑马鱼中脑发育缺陷。该表型还报道了miR-7在中枢神经系统表达的改变。

B细胞的主要功能是分泌胰岛素，从而调节体内的葡萄糖稳态。在消化的时候，当葡萄糖的可获得性增加时，胰岛素开始从胰岛的b细胞分泌。据报道，Akt、Mtpn和Slc2a2等mRNAs与胰岛素分泌密切相关。CircHIPK3针对上述mRNAs，是胰岛中大量表达的CircRNAs之一，起源于Hipk3基因，据报道可降低患者胰岛中的表达。

糖尿病及相关并发症中CircRNA-miRNA-mRNA的相互作用还有多种，例如，动脉粥样硬化中CircRNAWDR77-miR124的相互作用。糖尿病肾病中CircRNA15698-miR185的相互作用。糖尿病心肌病变中CircRNA000203-miR-26b-5p的相互作用。糖尿病心肌病变中CACR-miR-214-3p的相互作用。心肌纤维化中CircRNA 010567-miR-141的相互作用。

糖尿病及其并发症中CircRNA-miRNA-mRNA的相互作用

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34853728/

本文综述了CircRNA-miRNA-mRNA相互作用网络在糖尿病及其相关疾病中的研究进展。到目前为止，已经发现了20,000多个新的CircRNA，尽管只有几个与它们的调控途径或相互作用网络有关。

识别它们之间的相互作用网络的重要性在于，它将揭示各种基因及其上游元件在不同病理条件下调控的整体和机制图景。在未来，这一领域的广泛研究将允许更好的诊断，并提供更多关于互动机制的知识。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

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.