综述:天然抗氧化剂作为环状RNA表达与功能的调节因子

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:WIREs RNA 4.8

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  这篇综述系统阐述了天然抗氧化剂(如黄酮类、多酚类、类胡萝卜素等)通过调节环状RNA(circRNA)的表达与功能,在氧化应激相关疾病(如癌症、心血管疾病、代谢紊乱)中的分子机制。文章重点解析了circRNA-miRNA-mRNA轴、RNA结合蛋白(RBP)互作等通路,为基于RNA的抗氧化治疗提供了新视角。

  

引言

环状RNA(circRNA)是一类具有共价闭合环状结构的非编码RNA,其稳定性高且功能多样,可通过吸附microRNA(miRNA)、结合RNA结合蛋白(RBP)、调控转录或作为翻译模板等方式影响基因表达。氧化应激作为多种疾病的共同特征,会破坏circRNA的动态平衡。而天然抗氧化剂——源自果蔬、草药等膳食成分——能通过恢复氧化还原稳态,调控circRNA网络的功能。


circRNA的生物发生与功能

生物发生机制

circRNA主要通过反向剪接形成,其环化过程受顺式元件(如反向重复序列)和反式因子(如QKI蛋白)调控。ADAR酶可通过编辑双链RNA抑制circRNA生成。根据结构差异,circRNA可分为外显子型(ecircRNA)、内含子型(ciRNA)和外显子-内含子嵌合型(EIciRNA)。

功能多样性

  • miRNA海绵:如ciRS-7通过结合miR-7调控靶基因

  • RBP诱饵:如circ-Foxo3结合CDK2阻滞细胞周期

  • 翻译模板:含IRES或m6A修饰的circRNA可编码功能性多肽


天然抗氧化剂对circRNA的调控

黄酮类化合物

槲皮素

在乳腺癌中上调circHIAT1,通过吸附miR-19a-3p抑制AKT/mTOR通路;在前列腺癌中下调circNHS,增强放疗敏感性。

黄芩素

在宫颈癌中激活circHIAT1/miR-19a-3p轴,抑制肿瘤增殖;在结直肠癌中靶向circMYH9/miR-761/HDGF通路阻断转移。

多酚类

姜黄素

通过circFOXP1/miR-520a-5p/SLC7A11轴诱导肺癌细胞铁死亡;在肾纤维化中抑制circ_0008925减轻纤维化。

白藜芦醇

在阿尔茨海默病模型中下调circ_0050263,缓解神经毒性;在卵巢颗粒细胞中重塑circRNA-mRNA互作网络。

类胡萝卜素

虾青素

在动脉粥样硬化中上调circTTP2,促进ABCA1介导的胆固醇外流;通过circHP1BP3/miR-139-5p/SOD1轴保护软骨细胞。


治疗整合与挑战

联合策略

纳米载体共递送抗氧化剂与circRNA调节剂(如siRNA)可增强靶向性。例如,槲皮素与Palbociclib联用可逆转乳腺癌耐药。

个性化医疗

circRNA表达谱的个体差异提示需结合遗传背景定制治疗方案。如急性早幼粒细胞白血病中,维生素A通过circ-HIPK2/miR-124-3p/MAPK1轴促进分化。

现存瓶颈

  • 机制研究不足:抗氧化剂如何精确调控circRNA剪接仍不明确

  • 体内验证缺乏:现有数据多来自细胞实验

  • 递送效率低:多数化合物生物利用度差


未来展望

  1. 机制深化:解析抗氧化剂-RBP-circRNA的三维互作

  2. 技术创新:开发长读长测序优化circRNA注释

  3. 临床转化:探索基于circRNA的生物标志物与治疗靶点

天然抗氧化剂与circRNA的协同调控,为氧化应激相关疾病提供了兼具基因调控精度与代谢安全性的干预策略。随着RNA治疗技术的进步,这一领域有望催生突破性疗法。

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