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外泌体环状RNA在卵巢恶性肿瘤诊疗中的研究进展总结2026外泌体是直径30~150nm的膜性囊泡,源于多囊泡体与细胞膜融合,内含蛋白质、脂质及核酸等,为细胞间通讯的“纳米信使”

[2]

。环状RNA(circularRNA,circRNA)因闭环结构半衰期>48h,体内稳定性显著优于线性RNA(平均半衰期<10h)

[2,3]

。2015年Valadi等

[2]

首次报道外泌体circRNA参与肿瘤细胞间信号传递,开启了恶性肿瘤研究的新纪元

[4,5,6]

。外泌体circRNA因具有组织特异性、疾病进展时序性及疾病特异性,在卵巢恶性肿瘤诊疗中应用前景广阔,研究人员们在外泌体circRNA作为卵巢恶性肿瘤诊断标志物

[7,8,9]

、治疗转化

[9]

方面做了大量相关研究。本文旨在综述外泌体circRNA的最新研究进展,为其未来在卵巢恶性肿瘤中的研究方向以及临床应用提供参考。一、外泌体circRNA的分子生物学基础(一)外泌体的生物形成外泌体的生成是一个复杂且精细调控的过程,主要经历内吞与早期内体形成、多囊泡体生成以及释放三个阶段。首先,细胞膜内陷形成吞饮小泡,与早期内体融合。其次,早期内体膜反向出芽,形成富含特定蛋白质、脂质和核酸的管腔内小泡。此过程关键依赖内体蛋白分选转运装置复合体,如肿瘤易感基因101、Alix基因,可识别泛素化蛋白并将其分选至管腔内小泡,RabGTP酶(如Rab27a)调控多囊泡体向细胞膜的运输。最后,在Ca

2+作用下,膜联蛋白促进多囊泡体与细胞膜融合,将管腔内小泡释放至胞外,即外泌体

[10,11]

。(二)circRNA的分子特性及功能1.circRNA独特结构:circRNA由前体mRNA反向剪接形成,剪接体识别前体mRNA中的反向互补序列(如Alu元件),通过碱基配对促使下游剪接供体与上游剪接受体反向连接,导致其3′端与5′端共价闭合成环,此结构使circRNA抗核酸外切酶降解,稳定度高

[2,3]

。根据来源与结构,circRNA主要分为三类:其一是外显子circRNA,最常见,约占circRNA的70%,由外显子反向剪接形成,仅含外显子序列,定位于细胞质

[5]

;其二是内含子circRNA,由内含子环化产生,定位于细胞核,形成依赖于内含子的特定保守序列

[12]

;其三是外显子-内含子circRNA,同时含外显子与内含子序列,由反向剪接和内含子保留形成,分布于细胞核及细胞质

[13,14]

。2.circRNA多元生物学功能:circRNA具有多种关键生物学功能,其作为微小RNA(microRNA,miRNA)海绵,可结合miRNA,阻断miRNA对靶mRNA的抑制,从而上调靶基因表达

[6,9]

。同时,circRNA作为RNA结合蛋白(RNAbindingprotein,RBP)分子支架,可与RBP特异性结合,形成稳定的复合物,调控基因表达

[6,15]

。部分circRNA还具有翻译模板功能

[13]

,虽然大多数circRNA被认为是非编码RNA,但一些circRNA含有开放阅读框,能在特定条件下编码功能性蛋白。另外,细胞核内的circRNA能参与转录调控

[16,17]

,通过结合RNA聚合酶Ⅱ等转录相关因子,调节亲本基因的转录过程。(三)外泌体对circRNA的封装及影响因素1.circRNA序列特征:外泌体对circRNA的封装具有高度的选择性,富含miRNA结合位点,如种子序列匹配区;或RBP结合基序,如含有RNA结合蛋白AU富集元件RNA结合因子1(AU-richelementRNA-bindingfactor1,AUF1)识别序列的circRNA更容易被封装。例如,AUF1结合域的hsa_circ_0010467可通过AUF1结合促进其进入外泌体

[11,18,19]

。2.细胞状态:细胞状态对外泌体circRNA的封装有显著影响,肿瘤细胞在缺氧(氧浓度<2%)或炎症因子如肿瘤坏死因子α刺激下,可改变封装模式。肉瘤融合蛋白(fusedinsarcomaprotein,FUS)是一种RNA结合蛋白。缺氧时,FUS会迁移至应激颗粒并结合特定circRNA;应激解除后,FUS-circRNA复合体被封装进小细胞外囊泡。敲除FUS基因或抑制应激颗粒生成会显著降低此类circRNA的外泌体封装

[20]

。3.跨细胞传递效率:跨细胞传递效率是影响circRNA封装的重要因素。高转移性细胞比低转移性细胞的外泌体分泌量高1.8倍,且高转移性细胞circRNA(如circ_051239)的封装效率比低转移性细胞高3倍,表明细胞转移能力与外泌体circRNA的封装和分泌密切相关

[9]

。(四)外泌体circRNA检测技术1.外泌体分离技术的比较与适用环境:外泌体分离是研究外泌体circRNA的关键前提,目前主要有超速离心法、免疫磁珠法、聚合物沉淀法和微流控芯片法等多种技术,其各自具有独特的原理、优势、局限性和临床应用成熟度。超速离心法基于密度差异进行密度梯度离心分离外泌体,该方法获得的外泌体纯度>90%,在科研领域被认为是获取高纯度外泌体的“金标准”方法

[18]

。但这种方法需超速离心超过16h,成本较高,临床大规模应用受限。免疫磁珠法利用分化群63(clusterofdifferentiation63,CD

63)或CD

81等表面标志物的抗体进行特异性磁珠富集。这种方法特异性强,对稀有外泌体分选优势显著,但成本高、通量低,且样本量受限

[21,22]

。聚合物沉淀法是采用聚乙二醇等聚合物改变溶液性质使外泌体沉淀。操作简便快速,适用于临床快速检测等初步应用,但这种方法原理简单,易混入杂质(如脂蛋白)干扰后续分析

[23]

。微流控芯片法是基于纳米筛分原理的微通道芯片分离外泌体,能高通量、自动化、快速高效分离外泌体,特别适用于单细胞外泌体精准分析等前沿研究,但这种方法设备复杂、成本高,需专业人员操作

[24]

。见表1。2.circRNA检测技术的进展与应用场景:circRNA检测技术主要包括高通量筛选、定量验证和新兴技术,这些技术在卵巢恶性肿瘤研究中发挥着重要作用。微阵列技术基于探针杂交,可检测大量circRNA,如AgilentSurePrint平台可同时检测>10000种circRNA。研究人员应用AgilentSurePrint平台筛选出了43种卵巢癌中差异表达的circRNA,其中6种circRNA表达上调,37种circRNA表达下调

[7,25]

。转录组测序(RNA-sequencing,RNA-Seq)结合RNA去除以及链特异性建库,可全面鉴定新circRNA及异构体。IlluminaNovaSeq测序平台单次运行可产生100GB数据,在卵巢癌外泌体研究中,通过该平台发现了237个新的circRNA

[26]

。实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应(real-timequantitativereversetranscriptionpolymerasechainreaction,qRT-PCR)技术通过设计跨剪接位点引物,能够特异性地扩增circRNA,实现对其表达水平的定量检测。在临床研究中,采用qRT-PCR技术验证了circ_0001068在卵巢癌患者血清外泌体中的表达水平比健康人群高4.2倍,为circ_0001068作为卵巢恶性肿瘤诊断标志物提供了有力的证据

[7]

。数字PCR(digitalPCR,dPCR)技术通过微滴化反应体系,将样品中的circRNA进行分割,可以实现对单个circRNA分子的绝对定量。新兴技术为circRNA的检测提供了新的视角和方法,纳米孔测序技术实现了单分子实时测序,能够直接读取circRNA的全长序列,这种技术解决了传统测序中一次测序只能读取DNA或RNA片段中很短的一部分序列导致的异构体鉴定困难,在卵巢癌外泌体circRNA的全长分析中得到了应用

[27,28]

。通过纳米孔测序,可以更准确地了解circRNA的结构和序列信息,有助于深入研究其生物学功能和在卵巢恶性肿瘤中的作用机制

[27,28]

。荧光原位杂交(fluorescenceinsituhybridization,FISH)技术结合外泌体荧光标记,能够定位circRNA在肿瘤组织中的分布

[29]

,为研究外泌体circRNA与肿瘤微环境的相互作用提供了重要的信息,有助于揭示卵巢癌的发生、发展和转移机制。二、外泌体circRNA在卵巢癌诊断中的意义与挑战1.外泌体circRNA作为卵巢癌诊断标志物的意义:外泌体circRNA在卵巢癌诊断标志物的相关探索中已取得阶段性成果,其中circ_0001068的诊断价值得到多中心研究证实。Wang等

[7]

研究发现,血清外泌体circ_0001068的受试者工作特征曲线的曲线下面积(areaunderthecurve,AUC)达0.86,敏感度82%、特异度79%,优于传统标志物CA

125(AUC仅为0.78),为临床提供了更精准的诊断依据。更重要的是,该circRNA在Ⅰ期或Ⅱ期卵巢癌患者中阳性率为65%,Ⅲ期或Ⅳ期阳性率升至89%,可有效弥补早期卵巢癌诊断手段不足的短板;同时,circ_0001068水平在患者术后影像学复发前3个月即升高至正常水平的2.1倍,成为肿瘤复发预警的潜在关键指标,有助于患者治疗方案的及时调整。circ_051239同样表现出突出的诊断与评估价值,Ma等

[9]

的研究发现,circ_051239在卵巢癌组织、血浆外泌体及细胞培养上清液中均呈高表达,且在不同样本中表达趋势一致,为卵巢癌多样本类型检测提供了可行性;进一步分析表明,circ_051239的表达水平与肿瘤恶性程度密切相关,G

3级(低分化)肿瘤中的表达水平显著高于G

1级(高分化)肿瘤(

P<0.01);在淋巴结转移患者中,其表达水平也明显高于无转移患者(

P<0.05),circ_051239的表达水平可作为评估肿瘤转移风险的重要参考。此外,腹水中外泌体circ_051239水平与腹水量呈强正相关(相关系数

r=0.68,

P<0.001),为监测卵巢癌腹膜转移进展提供了新的量化指标

[9]

。为进一步提升诊断效能,Chen等

[12]

基于exoRBase数据库构建了包含circ_0001068、circ_051239及circ_0001492的联合检测模型。该联合检测模型表现出对卵巢癌优异的诊断性能,AUC高达0.92,敏感度为91%、特异度为85%,以0.62为截断值时对早期卵巢癌患者的正确分类率达92%,显著优于单一标志物。该联合检测模型通过LASSO回归算法筛选核心变量,经1000次自助法(bootstrap)验证确认稳定性良好,为卵巢癌早期诊断技术的临床转化奠定了坚实基础。2.外泌体circRNA液体活检的优势及面临的关键挑战:外泌体circRNA液体活检作为非侵入性检测技术,凭借独特优势为卵巢癌的早期诊断及疗效监测提供了创新途径,弥补了传统检测方法的诸多局限。在卵巢癌小鼠模型研究中

[7]

,荷瘤2周时血清外泌体circ_0001068水平已出现明显升高,而传统标志物CA

125在荷瘤3周时才能检出水平升高,影像学检查在荷瘤4周时才可检出肿瘤,CA

125与影像学检查对肿瘤的检出均晚于circ_0001068,这一发现表明外泌体circRNA能够为卵巢癌筛查提供更早的时间窗口,助力实现“早发现、早治疗”的临床目标。在治疗效果监测方面,外泌体circRNA同样表现出重要价值

[8]

。研究发现,血清外泌体circFoxp1的表达水平与卵巢癌患者顺铂化疗的疗效呈负相关,顺铂耐药患者的circFoxp1表达水平显著高于敏感患者。通过动态监测化疗过程中circFoxp1的水平变化,临床医师可及时评估患者对化疗药物的敏感性,快速判断治疗方案的有效性,避免无效化疗给患者带来的身体损害及医疗资源浪费,为个体化治疗方案的调整提供科学依据。尽管优势显著,外泌体circRNA液体活检仍面临多重关键挑战,制约其临床广泛应用。其一,生物样本异质性干扰检测准确性

[30]

。血液样本中正常细胞(如血小板、白细胞)来源的外泌体占比高达40%~60%,会干扰肿瘤源性外泌体的信号;腹水样本中间皮细胞外泌体的存在也会影响检测结果

[7]

。目前,研究人员已探索通过上皮细胞黏附分子(epithelialcelladhesionmolecule,EPCAM)表面标志物筛选肿瘤源性外泌体,或白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)进行背景校正等策略,以降低异质性带来的干扰。其二,外泌体分离回收率存在实验室间差异

[3,18]

。不同实验室采用的分离方法、仪器设备及操作流程不同,导致回收率差异达20%~30%,影响检测结果的可比性。对此,美国国立卫生研究院启动了外泌体质量控制(exosomequalitycontrol,ExoQC)计划,致力于制定统一的外泌体circRNA分离与检测质量控制标准,规范实验操作流程。其三,qRT-PCR检测中引物设计缺乏统一规范

[3,27]

。不同研究团队的引物设计差异可能导致同一circRNA的检测结果不一致,影响研究结论的可靠性。为解决这一问题,建议采用Sanger测序验证跨剪接位点特异性,确保引物能够精准扩增目标circRNA,提高检测结果的准确性与重复性。见表2。三、外泌体circRNA在卵巢癌治疗中的潜力探索(一)靶向circRNA的治疗策略研究1.RNA干扰技术的应用与进展:RNA干扰(RNAinterference,RNAi)技术作为一种高效的基因沉默手段,在靶向circRNA治疗卵巢癌的研究中展现出了巨大的潜力。针对circRNA剪接位点设计特异性的小干扰RNA(smallinterferingRNA,siRNA),能够精准地抑制circRNA的表达,从而阻断其在卵巢癌发生发展过程中的促癌作用。研究人员通过对circ_051239剪接位点的深入分析,设计了特定的siRNA序列,将该siRNA转染至卵巢癌细胞后,在48h时,circ_051239的水平下降了75%,这表明siRNA介导的RNAi抑制了circ_051239表达;研究同时发现,转染siRNA后,细胞侵袭能力降低60%

[9]

。为了将RNAi技术应用于体内治疗,研究人员采用脂质纳米颗粒(lipidnanoparticle,LNP)作为siRNA的递送载体,LNP在卵巢癌研究中已成为基因治疗的核心递送工具。从载体修饰、靶点选择及胞内递送优化三个核心环节,完善了LNP介导的卵巢癌基因治疗体系

[32,33,34]

。通过提升LNP稳定性及靶向性、选择肿瘤特异性靶点以及增强细胞内逃逸效率,显著提高了RNA药物的抗肿瘤活性,为卵巢癌提供了新型治疗策略。未来可进一步结合卵巢癌外泌体circRNA,开发个体化LNP递送系统,推动其从基础研究向临床转化。2.规律成簇间隔短回文重复(clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats,CRISPR)/CRISPR相关蛋白核酸酶(CRISPR-associatednuclease,Cas9)基因编辑的探索及突破:CRISPR/Cas9基因编辑技术为靶向circRNA治疗卵巢癌带来了新的突破。该基因编辑技术通过设计特异性的单向导RNA(singleguideRNA,sgRNA),能够精确地靶向circRNA前体mRNA的反向剪接位点,通过敲除、敲入等方式调控circRNA的编码基因或其生物合成相关基因,以此改变circRNA的表达水平,从而实现对circRNA生成的精准调控,为癌症精准治疗提供了新思路。CRISPR/Cas9介导的circRNA编辑通过编辑异常表达的致癌或抑癌circRNA,可干预癌症相关信号通路,达到抑制肿瘤进展的目的;同时,该技术也能助力明确特定circRNA在癌症中的具体功能,解决此前circRNA功能研究中靶向调控困难的问题。但该技术应用具有一定局限性,如脱靶效应可能导致正常基因受损,影响circRNA编辑的特异性。有研究指出,可通过优化sgRNA设计、结合催化失活的Cas9构建调控系统等方法解决脱靶效应

[35]

。此外,该技术在临床转化中还面临递送效率、免疫原性等挑战,这些均为后续CRISPR/Cas9用于circRNA靶向癌症治疗的研究指明了改进方向。(二)外泌体作为药物递送载体的工程化改造研究外泌体作为一种天然的纳米级载体,具有良好的生物相容性和低免疫原性,在药物递送领域展现出了独特的优势。通过对其进行工程化改造,如靶向修饰和优化内容物装载技术,可以进一步提高其在卵巢癌治疗中的应用效果。表面功能化是外泌体靶向修饰的重要策略之一。通过抗体偶联的方式,将抗EPCAM抗体修饰在外泌体表面,能够使外泌体特异性地结合卵巢癌细胞。研究表明,抗EPCAM抗体修饰的外泌体EPCAM与卵巢癌细胞的结合效率比未修饰外泌体高3.8倍

[36]

。这表明通过靶向修饰,外泌体能够更有效地将治疗性核酸递送至卵巢癌细胞,从而增强对肿瘤血管生成的抑制作用,减少肿瘤的营养供应,抑制肿瘤的生长和转移。在内容物装载技术方面,电穿孔法是一种常用的方法。该方法通过在短时间内施加高电场,使外泌体膜产生瞬时小孔,从而将内容物(如siRNA)装载到外泌体内部。电穿孔法的装载效率较高,可达60%以上。但电穿孔法可能会对外泌体膜结构造成一定的破坏,影响外泌体的稳定性和功能

[37]

,需要进一步优化实验条件,以减少对膜结构的损伤。共培养法是一种相对温和的内容物装载技术,将供体细胞与药物共孵育,药物会通过生物合成过程自然地装载到外泌体中。共培养法能够保留外泌体的天然结构和功能,同时实现药物的有效装载,为外泌体作为药物载体的应用提供了一种可靠的方法

[37,38]

。(三)面临挑战与应对策略探讨尽管外泌体在卵巢癌治疗中展现出了巨大的潜力,但在实际应用中仍面临着一些挑战,需要通过不断的研究和创新来解决。正常细胞对修饰后的外泌体存在非特异性摄取的问题。这会导致药物被递送至正常细胞,降低药物的治疗效果,同时可能增加药物的毒副作用。为了解决这一问题,Zheng等

[36]

提出了双靶向修饰策略,即同时修饰EPCAM和CD

44。EPCAM在肿瘤细胞表面高表达,CD

44在多种肿瘤细胞及肿瘤干细胞表面表达,通过同时靶向这两种分子,能够提高外泌体对肿瘤细胞的特异性识别和结合能力,减少对正常细胞的摄取。大分子药物的装载效率较低,这限制了外泌体作为药物载体的应用范围。为了提高大分子药物的装载效率,研究人员开发了超声穿孔联合电旋转技术,超声穿孔能够在外泌体膜上产生微小的孔洞,电旋转则能够促进大分子药物进入外泌体内部,通过这种联合技术,大分子药物的装载效率提升至75%

[39]

,这一技术的突破为外泌体装载大分子药物(如蛋白质、核酸等)提供了有效的方法。外泌体在体内会被网状内皮系统快速清除,导致其循环半衰期较短,无法有效地将药物递送至肿瘤组织。为了提高外泌体的体内稳定性,研究人员采用聚乙二醇伪装技术。聚乙二醇是一种亲水性聚合物,将其修饰在外泌体表面,能够形成一层保护膜,减少外泌体被网状内皮系统识别和清除的概率。经过聚乙二醇伪装后,外泌体的循环半衰期延长至12h

[40]

。这使得外泌体能够在体内更长时间地循环,增加了其与肿瘤组织接触的机会,提高了药物的递送效率。外泌体的规模化生产是其临床应用的关键瓶颈之一。目前,外泌体的产量较低,10L培养液仅能收获1mg外泌体,为了解决这一问题,研究人员采用悬浮培养结合微载体技术。悬浮培养能够增加细胞的培养密度,提高了外泌体的产量,微载体则为细胞提供了附着和生长的表面,进一步促进了外泌体的分泌。通过悬浮培养结合微载体技术,工业级反应器的外泌体产量提升了10倍

[41]

,为外泌体的大规模生产提供了可行的方法,有助于推动外泌体在卵巢癌治疗中的临床应用。四、外泌体circRNA未来研究方向展望1.基础研究展望:单细胞circRNA图谱的绘制是未来基础研究的重要前沿方向之一。单细胞测序技术,可在单细胞水平上解析肿瘤微环境中不同细胞(如肿瘤细胞、免疫细胞等)外泌体circRNA的异质性。单细胞circRNA图谱研究可深入揭示不同细胞来源的circRNA如何通过细胞间通讯调控肿瘤细胞的生物学行为,为理解肿瘤发生发展的分子机制提供更精细的视角。空间组学分析结合RNA原位杂交检测(RNAscope)技术,能够在组织原位定位circRNA,揭示其在卵巢恶性肿瘤组织中的分布特征。通过这种分析方法,可以研究circRNA与肿瘤侵袭前沿的空间相关性。通过空间组学分析,能够进一步探究circRNA在肿瘤侵袭前沿的具体功能,以及其与肿瘤细胞、周围基质细胞和免疫细胞之间的相互作用,为深入理解肿瘤转移机制提供关键信息。表观遗传调控对外泌体circ

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