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本文聚焦于环状 RNA（circRNAs），深入探讨其在乳腺（MG）生理及病理过程中的作用，尤其是 circRNA-miRNA 网络在泌乳、乳腺炎、乳腺癌（BC）等方面的影响，为相关疾病诊疗及生物标志物研究提供重要参考。
引言
表观遗传学是指在不改变 DNA 序列的情况下改变基因表达的机制，其中非编码 RNA（ncRNA）的调控是重要一环。环状 RNA（circRNAs）作为 ncRNA 的一种，由前体 mRNA 反向剪接形成，虽最初被归类为 ncRNA，但部分 circRNAs 可作为蛋白质合成模板，不过其主要功能仍为调控。
circRNAs 参与乳腺（MG）的发育调控以及疾病状态下的功能失调。在 MG 发育过程中，circRNAs 对维持 mRNA 表达水平具有重要作用 ，参与多种家畜和大鼠的 MG 发育。同时，circRNAs 与 MG 疾病进展密切相关，如在乳腺炎中，其参与炎症反应；在乳腺癌（BC）中，参与肿瘤的发生和发展。此外，circRNAs 及其靶 miRNAs 可作为反映 MG 状态的分子，有望成为液体生物标志物，用于疾病的诊断和预后评估 。本文旨在阐明 circRNAs 在 MG 生理和病理条件下的作用，重点关注 circRNA-miRNA 的相互作用。
乳腺发育概述
MG 是少数在成年后仍持续发育和发生周期性变化的器官之一，其大部分生长发生在出生后。出生时，MG 仅有一个从乳头发出的初级导管系统。青春期前，上皮随身体其他部分等比例生长。青春期开始后，内分泌和旁分泌环境提供生长激素、雌激素和胰岛素样生长因子 1（IGF1），促进导管形态发生，导管向脂肪垫生长并形成分支。在青春期，雌激素和孕酮在 MG 的周期性调节中起关键作用。
怀孕期，MG 完成完全发育，形成三级分支和分泌乳汁的腺泡单位。在激素的调控下，每个腺泡芽分化为乳汁分泌小叶，并伴有毛细血管网络形成，为泌乳做准备。泌乳期，管腔细胞进行极化顶端乳汁分泌。哺乳结束后，乳汁淤积触发 MG 退化，这一过程分为两个阶段，涉及细胞死亡、细胞外基质（ECM）降解和重塑以及免疫细胞的流入 。退化后，MG 形态类似于未孕状态。
circRNAs 的生物发生和功能
ncRNAs 主要在转录或转录后阶段调节基因表达，circRNAs 是其中一类特殊的单链共价闭合环状 RNA，缺乏线性 mRNA 的 5' 帽和 3' poly-A 尾结构，因此具有较高的稳定性。circRNAs 来源多样，多数源自蛋白质编码基因，也可来自非编码区域。不同类型的 circRNAs 定位和功能不同，如外显子 - 内含子 circRNAs 主要定位于细胞核，促进亲本基因转录；外显子 circRNAs 主要在细胞核外，参与转录后基因表达调控 。
circRNAs 由前体 mRNA 通过反向剪接产生，其剪接机制与经典剪接不同，依赖剪接体或由 I、II 型核酶催化，同时顺式作用元件和反式作用因子也参与调控。circRNAs 的生物发生模型包括外显子跳跃或套索驱动的环化模型、内含子配对驱动的环化模型等 。在研究方法上，常用 RNAse R 降解线性 mRNA 来富集 circRNAs，再结合 RNA 测序或定量 PCR 进行检测。
circRNAs 具有多种功能，可作为 miRNA 海绵，结合 RNA 结合蛋白（RBPs）、RNA 聚合酶，甚至翻译为蛋白质 。作为 miRNA 海绵时，circRNAs 通过与 miRNA 结合，解除对下游 mRNA 靶标的抑制，从而调控基因表达。此外，circRNAs 与蛋白质的结合会影响细胞过程，包括蛋白质表达和功能以及 circRNA 的合成和稳定性 。部分 circRNAs 还可在细胞核内结合 RNA 聚合酶，影响基因转录。
乳腺发育过程中 circRNAs 的表达调控
目前对 circRNAs 在 MG 不同发育阶段（青春期、怀孕期、泌乳期、退化期）的调控机制了解较少。
- 怀孕期：牛模型：虽然尚无研究直接调查怀孕期 MG 中 circRNAs 的表达，但有研究利用牛乳腺上皮细胞 MAC-T，在催乳素处理下模拟怀孕期情况。结果发现 circHIPK3 在催乳素处理后上调，且促进乳腺上皮细胞增殖，其表达可能受 STAT 通路影响 。
- 泌乳期
- 牛：多项研究表明，circRNAs 在牛的泌乳期和非泌乳期存在差异表达。例如，Liang 等发现 68 个 circRNAs 在泌乳期上调，19 个下调，其亲本基因功能涉及免疫反应、甘油三酯运输等。此外，Zhang 等发现牛乳腺组织中，circRNAs 在不同泌乳阶段功能不同，且源自酪蛋白基因的 circRNAs 在泌乳早期表达较高，可能通过调控 miR-2284 家族影响蛋白质分泌 。还有研究通过对不同乳脂率奶牛的研究，揭示了一些与乳脂代谢相关的 circRNAs 。
- 羊：研究发现羊乳腺中源自酪蛋白和乳清蛋白编码基因的 circRNAs 在泌乳高峰期表达最高，且部分 circRNAs 的 miRNA 靶标与 MG 发育相关 。另外，在山羊乳腺组织中，circRNA-08436 在泌乳高峰期高表达，通过结合 miR-195 调控 ELOVL6 表达，促进甘油三酯和胆固醇合成 。
- 啮齿动物：对大鼠泌乳期乳腺样本的测序发现了大量 circRNAs，但由于缺乏与非泌乳期的对比分析，难以明确其在泌乳期的具体作用 。
- 退化期：对山羊 MG 在不同阶段的测序表明，circRNAs 在退化期呈现阶段特异性表达，其亲本基因功能涉及 MG 发育、脂质代谢和伤口愈合等过程 。
少数研究关注了特定 circRNAs 的功能。如 circ_015343 在羊乳腺组织中表达，可能参与调控牛奶合成，抑制乳腺上皮细胞增殖 。circRNA-006258 在山羊乳腺上皮细胞中通过海绵吸附 miR-574-5p，促进细胞增殖和牛奶合成 。但目前对 circRNAs 在正常 MG 发育中的作用研究仍有限，多数研究集中在泌乳期的家畜，且 circRNA-miRNA 网络的调控机制尚需进一步研究。
患病乳腺中 circRNAs 的失调
- 乳腺炎：乳腺炎是 MG 的炎症，可分为非泌乳期和泌乳期乳腺炎，后者更为严重和常见。研究发现 ncRNAs，包括 circRNAs，在乳腺炎中发挥作用。通过对健康和患乳腺炎奶牛的 RNA 测序，鉴定出多个差异表达的 circRNAs，其亲本基因功能涉及 RNA 聚合酶转录因子结合、紧密连接通路等 。不同研究中，由于实验模型、刺激类型和数据分析阈值的差异，差异表达 circRNAs 的数量有所不同。此外，circRNAs 的表达还受 N6- 甲基腺苷（m6A）修饰的调控，这种修饰在不同细菌感染引起的乳腺炎中呈现不同模式 。
- 乳腺癌
- 早期 BC 阶段：研究 circRNAs 在早期癌症事件中的作用，有助于癌症的早期检测和风险预测。多项研究在早期 BC 组织中鉴定出差异表达的 circRNAs，并构建了 circRNA-miRNA-mRNA 轴，这些轴参与细胞周期、应激反应等 BC 相关通路 。
- 乳腺 EMT：上皮 - 间质转化（EMT）在肿瘤进展中起重要作用，circRNAs 也参与其中。一些 circRNAs 促进 EMT，如 circANKS1B 通过海绵吸附 miR-148a-3p 和 miR-152-3p，激活 TGFβ/SMAD 通路，促进 BC 细胞的迁移和侵袭 ；而另一些 circRNAs 则抑制 EMT，如 circRNA_000554 通过抑制 miR-182，上调 ZFP36，逆转 EMT 过程 。circRNAs 在 BC 中的作用具有复杂性，同一 circRNA 在不同环境下可能促进或抑制肿瘤发生 。
结论
本文探讨了 circRNAs 在 MG 生理和病理状态下的作用。在生理状态下，虽然发现了多个 circRNA/miRNA/mRNA 轴，但部分 circRNA-miRNA 网络的调控模式与预期的海绵吸附关系不一致，提示可能存在其他调控机制 。在病理状态下，circRNAs 参与乳腺炎和 BC 的进展，尤其是在 BC 的起始和 EMT 过程中发挥重要作用。
未来，识别与早期 BC 起始相关的 circRNA/miRNA/mRNA 轴，有望用于 BC 的早期检测和预测 。circRNAs 因其稳定性和组织特异性表达，有潜力成为 BC 早期检测的生物标志物，目前虽无相关临床试验，但在其他癌症的研究中已展现出前景 。此外，将 circRNAs 作为治疗靶点仍需深入研究，以充分了解其参与的信号通路，避免干预带来的不良后果。
