脑卒中是世界范围内的主要死亡原因之一，高死亡率和致残率给世界各国带来了巨大的社会和经济负担，许多脑卒中幸存者患有长期残疾严重影响患者和家庭成员的生活质量[1]。缺血性脑卒中（ischemic stroke,IS）是脑卒中的主要类型，占脑卒中的80%以上[2]。根据TOAST分型法，IS可分为大动脉粥样硬化性IS、小动脉堵塞性IS、心源性IS、其他病因性IS和未明病因性IS，其中大动脉粥样硬化性IS是临床上5种IS亚型中最多见的，与动脉粥样硬化斑块的发展和脱落相关，症状严重、发病率高、预后差。动脉粥样硬化性IS通常是指由于动脉壁上形成动脉粥样硬化斑块导致血管腔狭窄或阻塞，随后导致脑组织局部血液供应不足和压力增加，持续的血液供应不足和过度的压力会导致脑缺血性疾病的发生。动脉粥样硬化斑块是导致动脉粥样硬化性IS的主要病理变化，动脉粥样硬化斑块的发展遵循血管平滑肌细胞、内皮细胞和巨噬细胞的表观遗传变化，炎症、胆固醇代谢和同型半胱氨酸稳态与动脉粥样硬化斑块的发展相关[3]。

circ RNA是一组新的内源性非编码RNA，共价闭环结构为其特征[4]。circ RNA的存在最早是在1976年报道的，当时研究者发现天然存在于植物类病毒中的circ RNA分子，随着RNA测序和生物信息学分析的进步，已经在不同的生物体中鉴定了大量未被注释的circRNA。circRNA的3'和5'末端通过共价键连接在一起，因此缺乏自由末端结构，这种独特的结构增强了它们的稳定性并保护它们免受RNA核酸外切酶或核糖核酸酶R(RNase R）的降解。大多数circ RNA通常表现出细胞或组织特异性表达并且以很高的拷贝数存在这表明其潜在的调节作用。根据circ RNA分子的基因来源，可分为外显子环状核糖核酸（Ecirc RNA）、内含子环状核糖核酸（Icirc RNA）、外显子-内含子环状核糖核酸（EIcirc RNA）。在这些之中，Ecirc RNA是最丰富的circ RNA，它主要位于细胞质中，而Icirc RNA和EIci RNA主要位于细胞核。研究表明circ RNA在哺乳动物的大脑、神经系统和其他组织中高表达[5]，并且通过调节动脉粥样硬化（atherosclerosis,AS）的发病机制如血管内皮细胞损伤、炎症反应、代谢紊乱、细胞增殖、泡沫细胞形成、动脉粥样硬化斑块破裂等过程参与了动脉粥样硬化性IS疾病过程[6]。circ RNA跨越血脑屏障的能力使它们成为中枢神经系统疾病诊断工具的完美候选者，因此检测circ RNA可能提供了中枢神经系统疾病状态的信息[7]，本文就circ RNA在动脉粥样硬化性IS的病理生理过程做一综述。

1、circ RNA与AS

1.1 circ RNA与血管内皮细胞损伤

AS是一种慢性炎症性疾病，血管内皮细胞构成血管的内层在血管稳态中起着至关重要的作用，内皮细胞损伤和功能障碍是触发AS病变发展的关键事件，当内皮细胞暴露于各种致病性威胁如氧化低密度脂蛋白（oxidized-LDL,ox-LDL）时会发生异常增殖、迁移和血管生成，导致血管内皮完整性破坏从而加剧脂质沉积和纤维硬化。研究显示[8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18]，在ox-LDL处理的人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells,HUVECs）中circ0124644、circ0004543、circ0004104、circ0003204、circ USP36、circ USP9X表达增加。上调的circ0124644通过mi R-149-5p/PAPP-A轴，circ0004543通过PI3K/AKT/NOS3通路，circ0004104通过mi R-100/TN‐FAIP8或mi R-328-3p/TRIM14轴，circ0003204通过mi R-491-5p/ICAM1、mi R-942-5p/HDAC9轴，cir‐c USP36可能通过靶向mi R-20a-5p/ROCK2、mi R-197-3p/ROBO1、mi R-98-5p/VCAM1轴，circ USP9X通过mi R-148b-3p/KLF5或mi R-599/CLTC4通路加重了ox-LDL诱导的HUVECs增殖、迁移、侵袭、细胞活力、细胞周期进程、血管生成的抑制和促进HUVECs凋亡、炎症和氧化应激等损伤，强调了它们在AS中的诊断和治疗价值。SHI等[19]在一项基于40只健康SD大鼠[随机分为研究组（n=32）和对照组（n=8）]的冠状动脉粥样硬化大鼠模型中发现，在该模型中抑制circ ANRIL的表达可以减轻血管内皮损伤、氧化应激和炎症反应，从而为冠状动脉粥样硬化性疾病的诊治提供新的思路和分子生物学方法。HE等[20]研究发现在AS患者和ox-LDL诱导的人类白血病单核细胞系THP-1细胞血清中发现circ SCAP和磷酸二酯酶3B(phosphodiesterase3B,PDE3B）水平升高而mi R-221-5p水平降低，circ SCAP缺失抑制THP-1细胞中的脂质沉积、炎症和氧化应激，其潜在的机制是上调的circ SCAP通过调节mi R-221-5p/PDE3B轴促进THP-1细胞的脂质积聚、炎症和氧化应激。

研究发现[21,22,23]circ DIP2C、circ0065149、circ0000‐345在ox-LDL诱导的HUVECs中的表达是下降的，它们的过表达减轻了HUVECs氧化应激、细胞毒性、凋亡、炎症作用并促进了HUVECs细胞活力、血管形成、细胞周期进程、迁移、侵袭。从机制上讲circ DIP2C是通过mi R-556-5p/TET2轴，circ0065149是通过靶向mi R-330-5p,circ0000345是通过mi R-129-5p/TET2轴实现的。WEI等[24]研究发现在AS患者和ox-LDL诱导的人主动脉内皮细胞（human aortic endothelial cells,HAECs）血清中，circ RSF1和CCND2表达下调而mi R-758表达上调，circ RSF1、mi R-758和CCND2水平与循环LDL-C水平相关。上调circ RSF1和沉默mi R-758可以促进HAECs活力、血管内皮细胞形成和迁移，降低凋亡率和caspase-3活性，可见上调的circ RSF1在体外可通过mi R-758/CCND2轴保护ox-LDL诱导的内皮细胞损伤，提示circ RSF1是治疗AS的潜在靶点。

1.2 circ RNA与细胞增殖

血管平滑肌细胞（vas‐cular smooth muscle cells,VSMCs）驻留在血管中膜中并维持血管张力，已发现一些circ RNA通过充当ce RNA来调节VSMCs的表型转化，即从高度静止的分化表型（收缩表型）到增殖的去分化表型（分泌表型）的表型改变，VSMCs的异常增殖加速了AS的进展，这些circ RNA可能是VSMCs表型调节的靶标，并有可能作为AS的潜在诊断生物标志物和治疗靶标。研究发现[25,26]circ0029589、circ0010283在增殖性VSMCs中上调，circ0029589/mi R-424-5p/IGF2、circ0010283/mi R-370-3p/HMGB1通路在VSMCs的增殖迁移中起调控作用，表明circ0029589、circ0010283可能是VSMCs表型调节的靶点。另一项研究报道[27]，高糖（high-glucose,HG）条件下培养的VSMCs circ LRP6表达上调促进VSMCs增殖、迁移和侵袭，下调的circ LRP6通过调节miR-545-3p/HMGA1轴抑制VSMCs增殖、迁移和侵袭，表明circ LRP6可能是治疗糖尿病相关心血管疾病的一个有希望的靶点。据最近报道[28]，高表达的circ Map3k5抑制人冠状动脉平滑肌细胞（hu‐man coronary artery smooth muscle cells,HCASMCs）的增殖并减弱血管内膜增生，这是通过circ Map3k5/mi R-22-3p/TET2轴实现的，此研究为与血管内膜增生相关的疾病包括再狭窄和AS提供潜在的治疗策略。WANG等[29]研究发现，在血小板衍生生长因子bb(platelet-derived growth factor-bb,PDGF-bb）诱导的HVSMCs中circ CHFR的表达升高并促进了HVMSCs的迁移和增殖，而敲除circ CHFR可消除HVSMCs增殖、迁移和侵袭，这项研究表明circ‐CHFR通过mi R-149-5p/NRP2轴加速PDGF-BB诱导的HVSMCs增殖、侵袭和迁移从而深入了解AS的发病机制。

1.3 circ RNA与泡沫细胞形成

泡沫细胞形成是AS进展的标志，大多数泡沫细胞是源自单核细胞的富含胆固醇酯的巨噬细胞，而其他泡沫细胞是源自血管平滑肌细胞的巨噬细胞样细胞。泡沫细胞的形成是由脂质摄取、胆固醇酯化和胆固醇流出的综合作用决定的。XU等[30]研究发现circ DENND1B是一种有前途的抗小鼠AS的新型介质，circ DENND1B的表达与AS的进展和泡沫细胞形成呈负相关，circ DENND1B的上调通过促进胆固醇外流显著减轻ox-LDL诱导的泡沫细胞形成。此外通过体内和体外实验发现circ DENND1B参与了IL-1β单克隆抗体（IL-1βm Ab）的抗AS作用，可见circ DENND1B是一种新型的胆固醇流出调节剂，是AS的潜在治疗靶点。LIU等[31]在虾青素促进THP-1细胞胆固醇外流模型的研究中发现circ UGGT2、circ PCMTD1和circ BRWD1这3个circ RNA显著上调，这3个差异表达的circ RNA可能在虾青素促进胆固醇外流的过程中发挥重要作用，并为circ RNA作为未来AS诊治的靶点和标志物提供了新的发现。WANG等[32]通过使用从公共数据库收集的微阵列数据和一系列生物信息学分析，进一步筛选ox-LDL诱导的泡沫细胞中关键的circ RNA-mi RNA-m RNA ce RNA轴发现，天冬氨酸β-胶原化酶通过与钙电压门控通道辅助亚单位α2δ4调节细胞对钙离子的反应与AS有关，PDE3B可能通过与吞噬和细胞运动1的串扰在血管生成的负调节中发挥作用。天冬氨酸β-胶原化酶和PDE3B的表达可能受cir0028198/circ0092317/XIST-mi R-543调控，PDE3B表达也可以通过circ0092317/circ0003546/H19/XIST-mi R-326调节，此研究的结果可能加深对AS分子机制的理解并为开发治疗方法提供参考。

1.4 circ RNA与动脉粥样硬化斑块破裂

动脉斑块破裂和血栓形成是许多心脑血管疾病的主要原因，YAN等[33]评估稳定斑块的动脉粥样硬化（stable plaque atherosclerosis,SA）和不稳定斑块的动脉粥样硬化（unstable plaque atherosclerosis,UA）患者血清外泌体中circ RNA分子的作用发现，在UA患者血清外泌体中高浓度的circ0006896可能通过circ0006896/mi R1264/DNMT1/SOCS3/JNK/STAT3信号传导增强HUVECs的增殖和迁移在颈动脉斑块失稳中发挥重要作用，这表明circ0006896可能代表了控制HUVECs中JNK/STAT3通路信号传导的治疗靶点。BAZAN等[34]在一项有AS斑块接受颈动脉内膜切除术（carotid endarterectomy,CEA）的24例无症状和17例急性症状患者（过去5 d内发生紧急缺血性脑血管事件）中测量了mi R-221、mi R-222、mi R-145和circ R-284的血清水平，与无症状组相比紧急组的血清中mi R-221显著降低而circ R-284升高，血清circ R-284:mi R-221的比率在紧急组中显著升高（P=0.000 2），并且作为指示颈动脉斑块破裂和脑卒中的生物标志物表现出有利的特征。一项对112例患者（47例无症状患者、41例紧急患者和24例在CEA后5～180 d之间发生脑血管事件的患者）进行的验证研究证实了紧急组中唯一的血清circ R-284与mi R-221比值升高，该研究发现circ R-284:mi R-221有可能作为AS斑块破裂或脑卒中的预后生物标志物[34]。YU等[35]的研究发现随着circ0030042在总主动脉斑块组织中过度表达，在斑块水平观察到异常自噬相关蛋白的下调，并证实上调的circ0030042在体内通过减少炎症、降低细胞内黏附分子/血管细胞粘附分子、减少脂质面积、增加胶原和改善内皮依赖性血管舒张功能来保护晚期斑块稳定性，此外circ0030042还抵消内源性真核起始因子e IF4A3诱导的斑块不稳定性。

2、circ RNA与IS

2.1 circ RNA与炎症

炎症是IS病理生理学的组成部分，LIU等[36]在一项982例IS患者的研究中通过使用多变量逻辑回归模型探讨炎症相关的circ RNA多态性与IS 3个月后功能结果之间的关联，随后使用Cox比例风险回归模型进一步研究了circ RNA多态性在预测卒中复发中的作用发现circ STAT3 rs2293152 GG基因型与卒中后90 d较差的恢复相关，且调整混杂因素后rs2293152与IS后3个月结果的相关性更强，表明rs2293152是卒中恢复的独立危险因素的机制。目前暂未发现其他circRNA多态性与卒中后3个月的功能结果相关，且rs2293152 GG基因型对女性、老年患者、有高血压病史的受试者的负面影响更大，总之该研究表明circ STAT3可能是预测脑卒中后功能结果的新型生物标志物，也是IS恢复的重要因素。ZHU等[37]在170例急性缺血性卒中（acute ischemic stroke,AIS）患者和170例非AIS对照中研究外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cell,PBMC）中circ DLGAP4的表达及其与AIS患者的严重程度、炎症、炎性细胞因子水平相关性中发现，与对照组相比AIS患者的PBMC circ DLGAP4下调，ROC曲线分析表明PBMC circ DLGAP表达在预测较低的AIS风险方面具有良好的价值，Spearman秩相关检验表明AIS患者PBMC circ DLGAP4表达与NIHSS评分、CRP水平、血清中TNF-α、IL-6、IL-8和IL-22的表达、PBMC mi R143呈负相关。PBMC mi R143与NIHSS评分、CRP、ESR、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8呈正相关。总之该研究表明外周血PBMC中低表达的circ DLGAP4与AIS发生后的炎症反应和疾病严重程度呈负相关，过表达circ DL‐GAP4可减轻AIS发生后的炎症反应和疾病严重程度，可见circ DLGAP4是AIS发生后的保护性指标可作为AIS诊断和疾病监测的新型生物标志物。

2.2 circRNA与自噬和神经胶质激活

自噬是一种分解代谢过程，降解和回收功能失调的细胞器和蛋白质，这一生物学过程通过调节细胞的健康和存活在细胞内环境稳定中起着关键作用。越来越多的证据表明星形胶质细胞自噬与脑缺血有关，星形胶质细胞是大脑中含量最丰富的细胞，在维持大脑正常功能方面发挥着重要作用，研究表明能够减少梗塞面积的治疗通常伴随着减弱的星形胶质细胞反应。YANG等[38]在出血性转化患者和大脑中动脉闭塞/再灌注小鼠模型中检测到circ Fox O3和自噬通量的上调，体内和体外研究表明circ Fox O3主要通过自噬激活减轻血脑屏障（bloodbrain barrier,BBB）损伤，其机制是circ Fox O3主要通过雷帕霉素的机制靶点和转录因子E2F1来抑制雷帕霉素复合物1的哺乳动物靶点（mammalian target of rapamycin complex 1,m TORC1）活性，从而促进自噬以清除细胞毒性聚集体以改善BBB完整性，该研究表明circ Fox O3在保护BBB损伤方面发挥了新的作用，其可能是与BBB损伤相关的神经系统疾病的一个有希望的治疗靶点。ZHOU等[39]研究发现在星形胶质细胞中OGD显著降低了circ0025984和甲基胞嘧啶双加氧酶（ten-eleven translocation methylcytosine dioxygenase 1,TET1）水平但上调了mi R-143-3p水平，这也在MCAO小鼠的大脑中观察到，抑制mi R-143-3p或过表达circ0025984和TET1显着降低星形胶质细胞凋亡和自噬以及MCAO小鼠的脑损伤和神经元丢失。此研究结果首次证明circ0025984通过靶向mi R-143-3p/TET1通路保护星形胶质细胞免受缺血诱导的自噬和凋亡，并可能抑制缺血性脑卒中诱导的脑损伤。ZUO等[40]在探索circ CDC14A在t MCAO小鼠神经炎症损伤中的调控机制发现，circ CDC14A在t MCAO小鼠血浆和梗塞周围皮层中的表达显著增加，circ CDC14A主要定位于外周血中性粒细胞和梗死周围皮质中央的星形胶质细胞中，而降低外周血细胞中circ CDC14A的表达可减轻梗死周围皮质星形胶质细胞的激活从而减轻缺血性卒中急性期的脑损伤，外周血中干扰circ CDC14A的表达有望成为AIS后脑损伤的有效治疗方法。

2.3 circRNA与BBB破坏

缺氧缺糖/复氧（oxygenglucose deprivation/reoxygenation,OGD/R）引起的脑血管内皮细胞（human brain microvascular endothe‐lial cells,HBMECs）损伤在很大程度上导致IS后的脑组织损伤并导致大范围BBB破坏。LI等[41]探讨circ0006768在OGD/R诱导的HBMECs缺血性卒中模型中的作用机制的研究中发现，circ0006768在该模型中的表达是下降的，circ0006768过表达通过抑制mi R-222-3p从而上调血管内皮锌指1(vascular endothelial zinc finger 1,VEZF1）的表达减轻OGD/R诱导的HBMECs损伤，可见circ0006768是治疗OGD/R的HBMECs的一个重要的潜在靶点。ZHAO等[42]的一项基于70例的IS患者和MCAO LIFR人源化小鼠中的研究中发现IS患者血清和MCAO小鼠缺血半球circ0072309表达显着降低，mi R-100含量显着升高，circ0072309和mi R-100的表达呈负相关。ROC曲线提示IS患者外周血检测到的circ0072309是一个很好的诊断指标，该研究揭示circ0072309-mi R-100-m TOR轴可以调控HB‐MECs的存活和凋亡减轻IS，并表明circ0072309可能是IS的预后指标和治疗的潜在靶点。SU等[43]探讨circ ANRIL在OGD/R诱导的HBMECs损伤中的作用和潜在机制中发现circ ANRIL在OGD/R诱导的HBMECs中的表达显着上调而mi R-622的表达显着下调，circ ANRIL的过表达显着抑制HB‐MECs增殖并加重其凋亡和炎症反应，该研究表明了circ ANRIL的敲除通过海绵mi R-622抑制NF-κB通路来改善OGD/R诱导的HBMECs的损伤、凋亡和炎症反应。

2.4 circ RNA与凋亡坏死

脑神经元细胞极易受葡萄糖和缺氧的影响，当神经元细胞的氧气和营养耗尽时由于活性氧的积累和兴奋性氨基酸毒性会促进炎症和多种细胞信号反应的激活进而导致神经元凋亡和坏死，且这一过程往往是不可逆的。DAI等[44]进行的最新研究揭示circ HECTD1的敲低通过mi R-133b/TRAF3轴减轻由脑缺血引起的神经元损伤。CHEN等[45]用HT22细胞制造OGD模型用于模拟体外IS，发现在该模型中circ UCK2的表达水平显着降低，而上调的circ UCK2抑制mi R-125b-5p活性导致生长分化因子11(growth differen‐tiation factor 11,GDF11）表达增加并改善神经元损伤，表明circ UCK2/mi R-125b-5p/GDF11轴是IS期间必不可少的信号通路，因此circ UCK2可作为IS患者治疗中一个新的潜在靶点。CHEN等[46]在研究circ SHOC2在缺血预处理的星形胶质细胞衍生外泌体（IPAS-EXO）中对IS的神经保护作用和机制中发现IPAS-EXO中circ SHOC2的表达显着上调，IPAS-EXO中的circ SHOC2通过作用于mi R-7670-3p/SIRT1轴来减弱缺血诱导的神经元凋亡并改善神经元损伤，说明circ SHOC2有可能作为IS神经保护的潜在靶点。WU等[47]使用t MCAO小鼠模型探讨了circ CCDC9对AIS的潜在影响，发现t MCAO小鼠大脑中circ CCDC9的表达显着降低，circ CCDC9的过表达通过抑制Notch1信号通路保护BBB并抑制神经元细胞凋亡，而circ CCDC9的敲低则具有相反的作用，表明circ CCDC9可能是AIS新的治疗靶点。WANG等[48]的研究首次在t MCAO小鼠模型中探索了circ HIPK2作为IS神经保护疗法的潜力，且Smox被证明是circ HIPK2的重要下游介质，该研究表明神经干细胞（neural stem cells,NSCs）中circ HIPK2的沉默通过抑制下游Smox的表达促进神经元分化，随后增强脑卒中后的神经可塑性和功能恢复。

3、circ RNA与缺血再灌注损伤

脑缺血再灌注损伤（cerebral ischemia-reperfusion injury,CIR）是指由于缺血区域的血流恢复而导致的进一步脑损伤的病理现象，目前CIR的机制尚不完全清楚导致缺乏有效的治疗。大多数circ RNA已被证明在CIR损伤中起重要作用。GUO等[49]研究发现在OGD/R后circ0062166在神经2A神经母细胞瘤细胞中显著上调，circ0062166的沉默在OGD/R条件下抑制细胞增殖并促进细胞凋亡，最终证实了circ0062166/mi R-526b-5p/BCL2L13轴加速了CIR损伤的进展，为CIR的治疗提供了有效的策略。ZHANG等[50]研究表明在MCAO大鼠模型和原代培养的OGD/R SH-SY5Y神经元细胞模型中的缺血再灌注（ischemia/reperfusion,I/R）早期阶段在受伤的神经元细胞中circ-camk4的表达是增加的，circ-camk4可以吸收miR-27a-3p、miR-324-3p和miR-212-3p以增强其靶基因的表达。功能测试表明OGD/R SH-SY5Y细胞模型中的circ-camk4过表达诱导了大量细胞死亡，表明circcamk4在脑卒中后具有促凋亡作用。未来需要进一步系统研究circ-camk4在MCAO诱导的神经元损伤中的相关机制以进一步定义circ RNA-mi RNA-基因网络。这些发现将增加我们对CIR发作期间病理机制的理解，并有助于确定临床治疗或诊断工具的新分子靶标。

4、结语

动脉粥样硬化性IS是一种多基因疾病，具有高发病率、高致残率和有限的治疗窗口，目前的治疗方法重组组织纤溶酶原激活剂rt-PA是美国食品药品监督管理局批准的治疗AIS的唯一有效药物，溶栓通常受到治疗时间窗狭窄和长期疗效不足的限制难以逆转患者肢体功能的丧失。一旦发生脑卒中，大多数患者的生活质量会急剧下降并伴随一生，因此迫切需要寻求有效的检测和治疗方法。circ RNA在细胞分化、生物发育和疾病发生过程中发挥着巨大的作用越来越受到研究者的关注，在竞争性内源性RNA中circ RNA与mi RNA的结合能力最强，因此它被称为mi RNA的“超级海绵”，在各种疾病的诊断、监测、治疗和预后中发挥着重要作用，成为近年来的研究热点。本文综述了circ RNA在动脉粥样硬化性IS病理生理过程中的作用，这将使circ RNA成为该疾病诊断的生物标志物和药物治疗的靶点。

由于目前关于circ RNA与IS的相关研究仍处于初步阶段，且circ RNA作为疾病生物标志物的稳定性、特异性和敏感性还有待于研究，由于cir‐c RNA逆转录时存在滚环扩增现象且有些表达丰度低，因此检测较困难，所以对于circ RNA的研究尚存在技术瓶颈，关于circ RNA的研究科研人员仍需投入大量的时间和精力去攻克以上未解之谜。

参考文献:

[1]方雪,邵卫,许慧芳,等.基于2-Cl-MGV-1/BDNF-TrkB通路探讨脑梗死后认知功能改善的研究[J].实用医学杂志,2023,39(7):819-826.

基金资助:国家自然科学基金项目(编号:82260418);百色市科学研究与技术开发计划项目(编号:百科20232031);

文章来源:潘春玲,易雪丽,苏丽,等.环状RNA与动脉粥样硬化性缺血性脑卒中的研究进展[J].实用医学杂志,2024,40(12):1755-1761.