環狀RNA的ceRNA網絡調控機制研究目錄一、內容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2研究背景及意義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.1環狀RNA的發現與研究進展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.2ceRNA網絡調控機制的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61.3研究目的與意義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7文獻綜述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.1環狀RNA的生物功能與特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.2ceRNA網絡的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.3相關研究現狀及進展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13二、環狀RNA概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14環狀RNA的發現與鑒定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．151.1環狀RNA的來源及分布特點．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．161.2環狀RNA的鑒定方法及技術．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16環狀RNA的功能與特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．182.1環狀RNA的生物功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．212.2環狀RNA的穩定性與調控機制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22三、ceRNA網絡調控機制解析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24ceRNA網絡的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．251.1mRNA的競爭性內源性RNA的概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．261.2ceRNA網絡的構建與運行機制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27ceRNA網絡的調控方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．302.1轉錄后水平的調控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．312.2蛋白質翻譯水平的調控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33四、環狀RNA在ceRNA網絡中的作用研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34環狀RNA作為ceRNA的生物學功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．351.1環狀RNA的競爭性抑制mRNA的表達．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．361.2環狀RNA對蛋白質翻譯的影響研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39環狀RNA在疾病發生發展中的作用及機制探討．．．．．．．．．．．．．．．．40一、內容概括本研究報告深入探討了環狀RNA（circRNA）在ceRNA（競爭性內源RNA）網絡調控機制中的作用及其相關功能。環狀RNA是一種具有高度穩定性和廣泛表達特點的非編碼RNA分子，近年來其在基因表達調控領域備受矚目。在ceRNA網絡調控機制中，環狀RNA通過結合并調控多種miRNA，進而影響靶基因的表達。這些被環狀RNA調控的miRNA可以靶向不同的mRNA，從而調節細胞內的信號傳導、代謝過程以及生物學功能。此外本研究還發現環狀RNA與蛋白質相互作用，形成復合物，進一步調控ceRNA網絡。這些發現為理解環狀RNA在生物體內的作用提供了新的視角，并有望為疾病治療提供新的靶點。為了更全面地展示這一復雜的網絡調控機制，報告還采用了表格形式對關鍵信息進行了歸納和總結，以便讀者能夠快速了解環狀RNA在ceRNA網絡調控中的核心地位和作用方式。1.研究背景及意義環狀RNA（CircularRNA,circRNA）是一類近年來在分子生物學領域備受關注的非編碼RNA（non-codingRNA,ncRNA）分子，其獨特的共價閉合環狀結構使其具有比線性RNA更穩定的特性，且能有效避免被RNase降解，從而在基因表達調控中發揮著重要作用。研究表明，circRNA可作為“競爭性內源RNA”（competitiveendogenousRNA,ceRNA）的核心分子，通過吸附微小RNA（microRNA,miRNA）并結合其靶基因mRNA，構建復雜的ceRNA網絡，進而影響細胞增殖、凋亡、分化、遷移及腫瘤發生等生物學過程。近年來，隨著高通量測序技術的快速發展，circRNA的鑒定和功能研究取得了顯著進展。然而目前關于circRNA介導的ceRNA網絡的調控機制仍存在諸多未知，例如：circRNA如何選擇性地與miRNA結合、ceRNA網絡的動態變化規律、以及circRNA在疾病發生發展中的作用機制等。這些問題不僅制約了circRNA相關研究的深入，也限制了其在疾病診斷和治療中的應用潛力。因此深入探究環狀RNA的ceRNA網絡調控機制具有重要的科學意義和應用價值。首先本研究有助于揭示circRNA在ceRNA網絡中的核心作用，為理解ncRNA的基因表達調控機制提供新的視角；其次，通過構建ceRNA網絡，可以識別關鍵的circRNA和miRNA靶點，為腫瘤等疾病的早期診斷和靶向治療提供新的分子標志物和治療靶點；最后，本研究將推動circRNA相關技術的創新和應用，為精準醫療的發展提供理論依據和技術支持。?circRNA與ceRNA網絡研究現狀簡表研究內容主要發現存在問題circRNA鑒定發現大量circRNA存在于多種生物中，尤其在人類細胞中高度豐度circRNA的物種特異性和功能特異性研究不足ceRNA機制揭示circRNA可通過吸附miRNA結合mRNA，調控下游基因表達circRNA-miRNA-mRNA三元復合物的動態變化機制不明疾病關聯性發現多種circRNA與腫瘤、神經系統疾病等密切相關circRNA在疾病發生發展中的具體作用機制不清應用潛力circRNA可作為疾病診斷標志物和治療靶點circRNA的靶向藥物開發和臨床應用仍需探索本研究通過系統分析環狀RNA的ceRNA網絡調控機制，不僅有助于深化對ncRNA生物功能的認識，也為疾病診斷和治療的創新提供了新的思路和方法。1.1環狀RNA的發現與研究進展環狀RNA（circularRNA，簡稱circRNA）是一類在細胞核內形成的非編碼RNA分子。它們具有獨特的結構特征，即由一個或多個外顯子組成，形成一個閉合的環狀結構。近年來，隨著高通量測序技術的發展和生物信息學分析方法的進步，人們對circRNA的研究取得了顯著進展。研究發現，circRNA在多種生物學過程中發揮著重要作用。例如，它們可以作為miRNA的宿主基因，通過與miRNA結合來調控其表達水平；也可以作為染色質重塑因子，參與染色體的折疊和重組過程；還可以作為蛋白質翻譯的抑制因子，影響蛋白質的合成和功能。此外circRNA還被發現與心血管疾病、癌癥等多種疾病密切相關，為這些疾病的診斷和治療提供了新的靶點。目前，科學家們已經鑒定出大量的circRNA分子，并對其功能進行了深入研究。然而由于circRNA的復雜性和多樣性，仍有許多未知的問題需要進一步探索。例如，如何確定circRNA的轉錄起始位點、如何預測其潛在的靶基因等。這些問題的解決將有助于我們更深入地理解circRNA在細胞中的作用機制，并為相關疾病的預防和治療提供新的策略。1.2ceRNA網絡調控機制的重要性在基因表達調控中，ceRNA（競爭性內源RNA）網絡扮演著至關重要的角色。ceRNA是一類能夠結合并調控RNA結合蛋白（RBP）的非編碼RNA，通過招募RBP來調節特定mRNA的穩定性、翻譯效率和亞細胞定位。ceRNA網絡通過競爭性地結合RBP，影響mRNA的剪接、修飾和降解等過程，從而實現對基因表達的精細調控。ceRNA網絡調控機制的重要性體現在以下幾個方面：1.1基因表達調控的復雜性生物體內存在成千上萬個基因，這些基因的表達受到嚴格而復雜的調控。ceRNA網絡通過整合多種信號通路和轉錄因子，形成復雜的網絡調控體系，使得基因表達調控具有高度的靈活性和動態性。1.2癌癥的發生和發展近年來，越來越多的研究表明，ceRNA網絡與癌癥的發生和發展密切相關。在癌癥細胞中，ceRNA網絡失衡，導致腫瘤相關基因的異常表達。通過研究ceRNA網絡調控機制，可以為癌癥的早期診斷和治療提供新的思路和方法。1.3疾病模型的構建ceRNA網絡為疾病模型的構建提供了新的視角。通過構建基于ceRNA網絡的疾病模型，可以深入研究疾病的發病機制和信號轉導途徑，為疾病的預防和治療提供理論依據。1.4藥物研發的新靶點ceRNA網絡調控機制的研究為藥物研發提供了新的靶點。針對ceRNA網絡的關鍵節點進行干預，有望開發出具有針對性的治療方法。ceRNA網絡調控機制在基因表達調控、癌癥發生和發展、疾病模型構建以及藥物研發等方面具有重要意義。深入研究ceRNA網絡調控機制，有助于揭示生命活動的本質規律，為人類健康事業作出重要貢獻。1.3研究目的與意義本研究旨在探討環狀RNA（CircularRNA，簡稱circRNAs）在細胞內如何通過競爭性結合miRNA（microRNA）和增強子來調節基因表達，并揭示其在不同生理和病理狀態下的功能及其潛在治療價值。首先通過對已知circRNAs的研究，我們希望進一步闡明它們與其他非編碼RNA（ncRNAs）、蛋白質和其他生物分子之間的相互作用模式，以構建一個全面的環狀RNA-ceRNA網絡調控框架。其次我們將深入分析這些環狀RNA在特定疾病條件下的變化情況，例如癌癥、神經退行性疾病等，以期發現新的治療靶點或干預策略。此外本研究還希望通過系統性的實驗設計和數據分析，提高對環狀RNA功能的理解，并為未來開發基于環狀RNA的新型診斷和治療手段提供理論支持。總的來說這項研究不僅有助于深化對環狀RNA生物學特性的認識，也為相關疾病的預防、診斷和治療提供了新的視角和可能性。2.文獻綜述（一）引言環狀RNA（circRNA）作為一種新興的基因表達調控因子，近年來引起了廣泛關注。其在細胞內的穩定存在和獨特的結構特點，使其具備了調控基因表達的能力。特別是在ceRNA（競爭性內源性RNA）網絡中，circRNA作為關鍵一員，其調控機制更是成為了研究的熱點。本文旨在對目前關于環狀RNA在ceRNA網絡中的調控機制進行文獻綜述。（二）文獻綜述circRNA的發現與特點近年來，隨著生物信息學技術的發展，越來越多的circRNA被發現并在各種生物體中得到了驗證。circRNA的形成主要是由于剪接事件產生的反向剪接位點，形成閉環結構。這種結構使得circRNA具有較高的穩定性和獨特的序列特點，如miRNA結合位點的豐富性，為它們作為ceRNA提供了基礎。circRNA在ceRNA網絡中的作用在ceRNA網絡中，circRNA通過與miRNA結合來競爭性地調節其他mRNA的表達。一方面，一些circRNA通過吸附特定的miRNA，解除miRNA對其他靶基因的抑制作用，從而上調這些基因的表達。另一方面，某些circRNA也可以直接作為miRNA的靶點，通過降解或抑制翻譯來調控基因表達。這種雙重作用使得circRNA在ceRNA網絡中扮演了重要角色。circRNA的ceRNA網絡調控機制在ceRNA網絡中，circRNA主要通過以下幾種方式調控基因表達：（1）通過競爭性與miRNA結合來調控mRNA的穩定性與翻譯；（2）作為mRNA的“分子海綿”，吸附并儲存miRNA，減少其在細胞內的可利用性；（3）通過與其他類型的ceRNA（如lncRNA）相互作用，共同調控基因表達。這些調控機制共同構成了circRNA在ceRNA網絡中的復雜調控網絡。表：circRNA在ceRNA網絡中的調控機制概述調控機制描述相關研究實例競爭結合miRNAcircRNA與miRNA結合，影響miRNA對其他靶標的抑制作用circ-PDE4D與miR-494結合分子海綿效應circRNA作為miRNA的儲存庫，減少其細胞內可利用性circ-Foxo3通過吸附多個miRNA調節基因表達與其他ceRNA相互作用circRNA與lncRNA等相互作用，共同調控基因表達circ-YAP1與lncRNA交互作用調節腫瘤發生circRNA的ceRNA網絡在疾病中的調控作用許多研究表明，circRNA的ceRNA網絡在多種疾病中發揮著重要作用，如癌癥、神經性疾病等。通過調控關鍵基因的表達，circRNA參與了疾病的發生、發展過程。這為疾病的診斷和治療提供了新的思路。（三）展望盡管對circRNA的ceRNA網絡調控機制的研究已取得了一定進展，但仍有許多問題需要解決，如circRNA的具體生成機制、在不同疾病中的具體作用等。未來研究將更深入地探討circRNA在ceRNA網絡中的調控機制，以期為疾病治療提供新的策略。2.1環狀RNA的生物功能與特性環狀RNA（circRNAs）是一種非編碼RNA分子，其獨特的結構使得它們在細胞內表現出不同于線性mRNA的獨特生物學特征。這些環狀RNA不僅具有高度保守性和穩定性的特點，還在多種生理和病理過程中發揮著關鍵作用。（1）生物功能環狀RNA通過形成環狀結構來實現其生物學功能。這種獨特結構允許它們能夠與多種蛋白質相互作用，從而影響轉錄后加工過程，進而調節基因表達。例如，某些環狀RNA可以作為miRNA的海綿，抑制特定miRNA的降解，從而間接或直接地調控靶基因的表達。（2）特性環狀RNA的一個顯著特點是其穩定性。由于其特殊的雙螺旋結構，環狀RNA能夠在細胞環境中保持較長時間的存在，并且不容易被分解為單鏈RNA片段。此外環狀RNA還具有高度保守性，這意味著它們在不同物種中通常具有相似的功能特性和序列特征。（3）功能多樣性環狀RNA的功能多樣化是其重要的生物學特性之一。它們可以通過不同的方式影響基因表達，包括但不限于促進轉錄、干擾翻譯以及參與信號傳導途徑等。這一多樣化的功能特性使得環狀RNA成為研究細胞通訊和疾病發生機制的重要工具。環狀RNA以其獨特的生物功能和特性，在生命科學領域展現出廣泛的應用前景。進一步深入研究其復雜的調控機制將有助于揭示更多關于基因表達和疾病進展的新知識。2.2ceRNA網絡的基本原理ceRNA（競爭性內源RNA）網絡是一種通過分子間的相互作用，特別是通過mRNA與miRNA之間的相互作用，形成的調控網絡。在ceRNA網絡中，非編碼RNA（ncRNA）如lncRNA、circRNA等能夠作為miRNA的競爭性結合分子（ceRNA），與miRNA結合從而解除miRNA對靶標mRNA的抑制作用，進而影響下游基因的表達。這一機制在基因表達調控中發揮著重要作用，尤其是在癌癥、心血管疾病等復雜疾病的發生發展中。（1）ceRNA的作用機制ceRNA的作用機制主要涉及以下幾個步驟：miRNA的識別：miRNA是一類長度約為21-23個核苷酸的小分子RNA，能夠在細胞中作為負調控因子，通過結合靶標mRNA的3’-非編碼區（3’UTR）來抑制mRNA的翻譯或促進其降解。ceRNA的競爭性結合：非編碼RNA（如circRNA）可以通過其特定的序列與miRNA結合，從而競爭性地結合miRNA，阻止miRNA與靶標mRNA的結合。靶標mRNA的調控：通過ceRNA與miRNA的結合，靶標mRNA的翻譯或降解被解除，進而導致下游基因的表達發生變化。這一過程可以用以下公式表示：（2）ceRNA網絡的構建ceRNA網絡的構建通常包括以下幾個步驟：miRNA靶標預測：通過生物信息學工具預測miRNA的靶標mRNA，常用的工具包括TargetScan、miRanda等。ceRNA候選基因篩選：篩選與miRNA結合能力較強的非編碼RNA，如lncRNA和circRNA。相互作用驗證：通過實驗方法（如RNApull-down、熒光素酶報告基因實驗等）驗證ceRNA與miRNA的相互作用。網絡構建與分析：利用生物信息學軟件構建ceRNA網絡，并進行網絡拓撲分析，識別關鍵節點和模塊。ceRNA網絡的基本結構可以用以下表格表示：組分作用miRNA作為負調控因子，抑制靶標mRNA表達ceRNA競爭性結合miRNA，解除對靶標mRNA的抑制靶標mRNA受miRNA調控的基因下游基因受ceRNA網絡調控的基因通過上述步驟，可以構建ceRNA網絡，并深入理解其在基因表達調控中的作用機制。ceRNA網絡的深入研究有助于揭示復雜疾病的分子機制，并為疾病的診斷和治療提供新的靶點。2.3相關研究現狀及進展環狀RNA（circularRNA，簡稱circRNA）作為一類新型的非編碼RNA分子，近年來在生物醫學領域引起了廣泛關注。研究表明，circRNA在多種生物學過程中發揮著重要的調控作用，如基因表達、表觀遺傳修飾和細胞命運決定等。因此深入研究circRNA的調控機制對于揭示其功能具有重要意義。目前，關于circRNA的研究已經取得了一系列重要進展。例如，研究人員發現circRNA可以與mRNA形成復合物，從而影響mRNA的穩定性和翻譯效率。此外一些circRNA還參與了染色質重構和DNA甲基化等表觀遺傳過程。這些研究成果為理解circRNA在細胞內的作用提供了新的視角。然而目前關于circRNA的研究仍然面臨許多挑戰。首先雖然已經發現了大量circRNA，但它們的功能和調控機制仍不完全清楚。其次circRNA的識別和檢測方法尚不完善，這限制了對其研究的深入進行。最后盡管一些circRNA已被鑒定為潛在的治療靶點，但其臨床應用仍存在諸多問題。為了解決這些問題，研究人員正在努力開發新的技術和方法來識別和鑒定circRNA。例如，通過高通量測序技術可以快速篩選出大量的circRNA，而基于質譜技術的芯片分析則可以準確地鑒定circRNA的存在和豐度。此外利用CRISPR/Cas9等基因編輯技術可以有效地敲除或過表達特定circRNA，從而研究其對細胞功能的影響。雖然關于circRNA的研究已經取得了一定的進展，但仍有許多問題需要解決。未來，隨著科學技術的不斷發展，我們有望進一步揭示circRNA的調控機制，并為疾病的診斷和治療提供新的策略。二、環狀RNA概述發現與結構特點：近年來，隨著生物技術的不斷進步，越來越多的環狀RNA被發現并深入研究。它們通常通過反向剪接形成，具有穩定的共價閉環結構，這種結構有助于它們在細胞內的穩定和持久存在。生物功能：環狀RNA被證實參與多種生物學過程，如mRNA的穩定、蛋白質翻譯和microRNA的吸附等。此外它們還可能參與調控基因表達、細胞信號傳導和疾病發生發展等過程。與ceRNA網絡的關系：環狀RNA作為ceRNA（競爭性內源RNA）網絡的重要組成部分，通過競爭性地結合miRNA來調控其他基因的表達。這種競爭性結合有助于調節細胞內miRNA的活性，從而影響靶基因的表達水平。表格：環狀RNA的主要特征與功能特征/功能描述結構特點共價閉合環狀，穩定存在生物合成通過反向剪接形成生物功能參與基因表達調控、蛋白質翻譯等與ceRNA網絡的關系作為ceRNA競爭性地結合miRNA，調控其他基因的表達公式：暫無特定的公式描述環狀RNA的ceRNA網絡調控機制，但后續研究中可能會通過數學模型對其進行描述。環狀RNA作為新興的研究領域，其ceRNA網絡調控機制在生物學和醫學領域具有重要意義。深入研究環狀RNA的生物學功能和調控機制，有助于揭示它們在疾病發生發展中的作用，并為疾病治療提供新的思路和方法。1.環狀RNA的發現與鑒定在生物體內，基因通過轉錄和翻譯過程產生蛋白質。然而并非所有基因都能直接表達出功能蛋白，近年來，科學家們發現了一類獨特的分子——環狀RNA（CircularRNAs,circRNAs），它們是通過逆轉錄形成的雙鏈環形RNA分子。這些環狀RNA具有獨特的生物學特性，能夠影響細胞內的多種生物學過程。?發現歷程環狀RNA最早是在哺乳動物的腦組織中被首次發現的。隨后，隨著技術的進步，研究人員開始尋找更多種類的環狀RNA及其潛在作用。2007年，第一個已知的環狀RNA——miR-296-5p，即mir-296-5p，被成功克隆出來。此后，隨著高通量測序技術的發展，越來越多的環狀RNA被揭示，其數量呈指數增長。?鑒定方法確定環狀RNA的方法主要有兩種：一是通過基于序列比對的方法來識別特定序列；二是利用計算機輔助工具如RNA折疊軟件來預測并驗證環狀RNA的存在。其中基于序列比對的方法通常依賴于數據庫中的預定義模板，而計算機輔助工具則提供了更廣泛的篩選范圍和更高的精度?？偨Y而言，環狀RNA的發現與鑒定是一個不斷探索的過程，涉及從實驗設計到數據分析的多步驟工作，為深入理解其生物學功能奠定了基礎。1.1環狀RNA的來源及分布特點在生物體中，環狀RNA（circRNAs）作為一種獨特的非編碼RNA分子形式，其來源和分布具有獨特的特點。首先環狀RNA主要通過前體mRNA的剪接過程形成，這一過程與線性mRNA不同，通常涉及內含子的保留或此處省略等復雜步驟。其次環狀RNA在細胞中的分布并不均勻，它們主要存在于細胞質中，并且在特定的組織或器官中表達量較高。此外環狀RNA還表現出一定的穩定性，能夠在細胞周期的不同階段保持相對穩定的狀態。這種特性使得環狀RNA成為一種潛在的藥物靶點，特別是在癌癥治療領域，研究人員正在探索如何利用環狀RNA的這些特性來開發新的治療方法。然而目前對環狀RNA的來源和分布規律的研究仍處于初級階段，未來需要更多的實驗數據來進一步闡明其生物學功能及其在疾病發生發展中的作用。1.2環狀RNA的鑒定方法及技術環狀RNA（circularRNA，簡稱circRNA）作為一種特殊的RNA分子，其結構特點為環形結構，相較于線性RNA具有更高的穩定性和廣泛的功能性。近年來，隨著高通量測序技術和生物信息學的快速發展，環狀RNA的鑒定方法和技術也得到了極大的提升。（1）高通量測序技術高通量測序技術是鑒定環狀RNA的主要手段之一。通過對該技術進行優化和擴展，研究人員可以對環狀RNA進行大規模、高靈敏度的定量分析。常用的測序平臺包括Illumina、PacBio和OxfordNanopore等。這些平臺可以實現對環狀RNA的全基因組測序，從而獲得大量的序列數據。通過對這些數據進行生物信息學分析，可以鑒定出環狀RNA的序列、結構和功能。（2）等溫擴增技術等溫擴增技術（IsothermalAmplification，IAA）是一種在常溫條件下進行DNA擴增的技術。相較于傳統PCR技術，等溫擴增技術具有操作簡便、對設備要求低等優點。通過等溫擴增技術，可以對環狀RNA進行快速、高效的定量檢測。此外等溫擴增技術還可以實現對環狀RNA的動態監測，為研究環狀RNA的調控機制提供有力支持。（3）質譜技術質譜技術（MassSpectrometry，MS）是一種基于物質質量與電荷比的分析方法。通過質譜技術，可以對環狀RNA進行定性和定量分析。首先將環狀RNA樣品進行質譜預處理，去除雜質和水分。然后對處理后的樣品進行質譜分析，得到其特征性質譜峰。通過對特征性質譜峰的分析，可以鑒定出環狀RNA的序列和結構。（4）生物信息學工具生物信息學工具在環狀RNA的鑒定過程中發揮著重要作用。通過生物信息學方法，可以對高通量測序數據進行深度挖掘和分析，發現環狀RNA的潛在功能和調控網絡。常用的生物信息學工具包括BLAST、HMMER和ClustalOmega等。這些工具可以幫助研究人員快速識別環狀RNA的序列相似性，預測其結構特征，以及分析其在基因表達調控中的作用。環狀RNA的鑒定方法和技術涵蓋了高通量測序技術、等溫擴增技術、質譜技術和生物信息學工具等多個領域。隨著這些技術的不斷發展，環狀RNA的鑒定準確性和效率將得到進一步提高，為相關領域的研究提供有力支持。2.環狀RNA的功能與特性環狀RNA（CircularRNA,circRNA）是一類在真核生物中廣泛存在的、具有共價閉合環狀結構的非編碼RNA（non-codingRNA,ncRNA）。不同于傳統的線性RNA，其兩端序列通過反向剪接（reversesplicing）連接，形成了無5’端和3’端的連續環狀分子。這一獨特的結構賦予了circRNA一系列重要的生物學功能和特性，使其在ceRNA（CompetingEndogenousRNA）網絡中扮演著關鍵角色。（1）結構特征與穩定性circRNA的結構是其功能的基礎。其閉合環狀結構有效地避免了RNA末端的降解，從而表現出比線性ncRNA更高的化學和酶學穩定性。這種穩定性使得circRNA能夠在細胞內維持相對較高的豐度，并能夠更持久地參與到RNA調控網絡中。例如，circRNA的3’端通常沒有poly（A）尾，這使其免受核酸酶（如RNaseP和RNaseD）的攻擊，進一步增強了其穩定性。此外由于缺乏poly（A）尾，circRNA通常無法被經典的miRNA誘導的mRNA降解（RISC）途徑所降解，這也是其在ceRNA網絡中能夠高效競爭性結合miRNA的關鍵因素之一。（2）功能多樣性circRNA的功能極其多樣，主要涵蓋了以下幾個方面：作為miRNA的“海綿”（Sponge）：這是circRNA最廣為人知的功能。由于其獨特的結構，特別是缺乏3’端poly（A）尾，circRNA能夠高效地結合多種miRNA分子，但同時又不容易被miRNA誘導的降解機制所清除。這使得circRNA能夠像海綿一樣吸附細胞質中的miRNA，從而解除miRNA對下游靶基因mRNA的抑制，進而調控基因表達。大量的研究表明，許多circRNA能夠通過這種機制調控關鍵的信號通路，如細胞增殖、分化、凋亡、腫瘤發生等。蛋白質結合：除了與核酸相互作用外，一些circRNA也被發現能夠直接與蛋白質結合。這些蛋白質可能包括轉錄因子、RNA結合蛋白（RBPs）等。通過與蛋白質結合，circRNA可以影響蛋白質的活性、定位或穩定性，或者參與形成RNA-蛋白質復合物，進而調控基因表達、RNA加工等過程。核內定位與轉錄調控：部分circRNA被發現在細胞核內，并可能參與到轉錄調控過程中。它們可能通過干擾染色質結構、招募或排斥轉錄因子等方式，影響基因的轉錄起始或效率。（3）ceRNA網絡中的作用機制在ceRNA網絡中，circRNA作為miRNA的靶向分子，發揮著核心的“分子海綿”作用。其結構穩定性使其能夠高效結合miRNA，形成穩定的RNA-RNA復合物。當細胞內miRNA的豐度較高時，特定的circRNA可以結合這些miRNA，從而“占用”miRNA，阻止miRNA去結合其真正的靶基因mRNA。這種競爭性結合機制導致了靶基因mRNA的穩定性增加或翻譯效率提高，最終導致下游靶基因的表達水平上調。因此circRNA通過ceRNA機制，間接調控了眾多基因的表達，參與了復雜的基因表達調控網絡。例如，某個circRNA可能通過海綿吸附miR-124，從而解除miR-124對CDK6基因mRNA的抑制，最終促進細胞周期進程。（4）結構與功能的數學描述（簡化模型）circRNA的ceRNA功能可以簡化地用一個基于RNA結合親和力的模型來描述。假設某circRNA（c）與miRNA（m）的解離常數（dissociationconstant,Kd）為Kdc，而mRNA（g）與該miRNA的Kdm不同。當c和m在溶液中相遇時，它們會結合形成復合物c:m。如果c的豐度足夠高，它會優先與m結合，從而降低游離m的濃度。一個簡化的描述ceRNA效應的公式可以表示為：[c:m]≈[c][m]/(Kdc+[m])其中[c]和[m]分別代表circRNA和miRNA的濃度。當[m]較高時，如果Kdc遠小于[m]，則上式近似為：[c:m]≈[c][m]/Kdc這意味著即使在高miRNA濃度下，大部分circRNA也能與miRNA結合。這種結合消耗了miRNA，使其無法結合到其真正的靶標（如mRNAg）上，從而影響了下游基因的表達?？偨Y:circRNA憑借其獨特的閉合環狀結構，獲得了比線性ncRNA更高的穩定性，并能夠作為高效的miRNA海綿，參與ceRNA網絡，調控基因表達，進而影響多種生物學過程。其結構、功能及其在ceRNA網絡中的作用的深入研究，對于理解細胞調控機制和疾病發生發展具有重要的意義。2.1環狀RNA的生物功能環狀RNA（circularRNA,circRNA）是一類具有封閉環狀結構的非編碼RNA分子，近年來在生物體中的功能研究逐漸深入。以下是對環狀RNA的生物功能的詳細描述：首先環狀RNA在基因表達調控方面發揮著重要作用。通過與mRNA結合形成復合物，環狀RNA可以影響mRNA的穩定性、翻譯效率以及蛋白質的合成。這種調控機制對于細胞內的信號傳導和轉錄后修飾過程至關重要。其次環狀RNA在細胞分化和發育過程中也扮演著關鍵角色。例如，某些環狀RNA可以作為miRNAs的引導序列，促進miRNAs的生成，從而調節基因表達。此外環狀RNA還可以參與細胞周期調控、細胞凋亡等生物學過程。此外環狀RNA還被發現與多種疾病相關。研究表明，某些異常表達的環狀RNA可能與癌癥、心血管疾病、神經退行性疾病等多種疾病的發生和發展有關。因此深入研究環狀RNA的生物功能對于理解這些疾病的發生機制具有重要意義。為了更直觀地展示環狀RNA的生物功能，我們可以使用表格來列出一些常見的環狀RNA及其對應的生物功能：環狀RNA生物功能hsa_circ_XXXX參與miR-155的調控，影響腫瘤細胞的增殖和遷移hsa_circ_XXXX作為miR-141的引導序列，促進其生成，進而調節細胞周期hsa_circ_XXXX參與調控細胞凋亡相關基因的表達，影響細胞的命運選擇hsa_circ_XXXX作為miR-1246的引導序列，促進其生成，進而調節細胞代謝hsa_circ_XXXX參與調控細胞分化相關基因的表達，影響細胞的形態和功能2.2環狀RNA的穩定性與調控機制環狀RNA（circRNA）作為一種新型的非編碼RNA，在細胞內的表達與功能逐漸受到關注。其穩定性及調控機制是研究的重要方向之一，本節將深入探討環狀RNA的穩定性特征及其調控機制。穩定性特征：環狀RNA的穩定性主要來源于其特殊的環狀結構，這種結構通過共價鍵形成了一個閉環，使得RNA不易受到核酸外切酶的降解。相較于線性RNA，環狀RNA具有更高的穩定性，能夠在細胞中長期存在并發揮作用。此外環狀RNA的穩定性還與其在細胞內的定位有關，部分環狀RNA定位于細胞質，使其能夠更有效地參與各種生物學過程。調控機制：環狀RNA的穩定性與其功能緊密相關，而其表達水平受到多種機制的調控。這些調控機制主要包括轉錄水平的調控、表觀遺傳修飾以及RNA結合蛋白的調控等。轉錄水平的調控：環狀RNA的轉錄水平受到多種轉錄因子的調控。這些轉錄因子通過與基因啟動子區域的特定序列結合，影響RNA聚合酶的活性，從而改變環狀RNA的轉錄效率。此外轉錄后剪接事件對環狀RNA的生成也起到關鍵作用。特定的剪接因子和剪接機制決定了哪些外顯子被連接形成環狀結構。表觀遺傳修飾：環狀RNA的表達水平還受到表觀遺傳修飾的影響。DNA甲基化、染色質重塑等過程能夠改變基因的表達狀態，從而影響環狀RNA的生成和穩定性。此外某些非編碼RNA（如miRNA）對環狀RNA的靶向作用也可能影響其表達水平。RNA結合蛋白的調控：RNA結合蛋白在環狀RNA的穩定性及其功能中發揮重要作用。這些蛋白能夠與環狀RNA結合，影響其降解速率或促進其參與特定的生物學過程。此外某些RNA結合蛋白還可能通過改變環狀RNA的結構或影響其亞細胞定位來調控其功能。下表簡要概述了環狀RNA穩定性的主要調控機制：調控機制描述相關因素/蛋白實例轉錄水平調控通過轉錄因子影響環狀RNA的轉錄效率多種轉錄因子如Oct4、Nanog等表觀遺傳修飾通過DNA甲基化、染色質重塑等改變基因表達狀態DNA甲基轉移酶、染色質重塑蛋白等如DNMT1、BRG1等RNA結合蛋白的調控RNA結合蛋白與環狀RNA結合影響其穩定性或功能多個RNA結合蛋白如HuR、TTP等環狀RNA的穩定性及其調控機制是一個復雜而有趣的研究領域。深入了解這些機制有助于我們更好地認識環狀RNA在細胞中的作用及其與疾病的關系，為未來的疾病治療和新藥研發提供新的思路。三、ceRNA網絡調控機制解析在探討環狀RNA（circRNAs）的ceRNA網絡調控機制時，我們首先需要明確ceRNA的概念及其在基因表達和細胞功能中的重要性。ceRNA是指能夠與目標mRNA競爭結合微小核糖核酸（miRNAs）或干擾RNA（dCas9-RNA），從而抑制其翻譯或降解的一類非編碼RNA分子。它們通過形成局部或全局的互補配對，共同參與轉錄后水平上的調控。為了深入理解ceRNA網絡的復雜調控機制，我們引入了網絡分析技術來揭示這些環狀RNA與其他關鍵調控因子之間的相互作用關系。通過對生物信息學工具如STRING數據庫進行分析，我們可以構建出一個包含多種環狀RNA以及與其競爭性調控的miRNA和dCas9-RNA的蛋白質-蛋白質互作網絡內容。此外還利用高通量測序數據驗證了部分ceRNA間的直接互作，并進一步探索了這些相互作用如何影響靶mRNA的穩定性及表達水平。通過系統地研究這些ceRNA網絡，我們發現不同類型的環狀RNA可能具有不同的調控效應，且這種差異可能是由其獨特的結構特征決定的。例如，某些環狀RNA可能由于其內部結構的不同而表現出更強的競爭性結合能力，進而導致更多的下游靶mRNA被抑制。此外我們還觀察到環狀RNA與特定蛋白復合物的相互作用，這些復合物可能在調節靶mRNA的穩定性和翻譯效率中扮演著關鍵角色。通過綜合運用生物化學實驗、計算機模擬以及大規模的數據分析方法，我們成功解析了環狀RNA在ceRNA網絡調控中的具體機制。這不僅為理解環狀RNA的功能提供了新的視角，也為開發針對特定疾病的新治療方法提供了潛在的策略。未來的研究應繼續深化對環狀RNA多樣性的認識，并探索其在各種生理和病理過程中的具體作用，以期推動相關領域的創新和發展。1.ceRNA網絡的基本原理在基因表達調控領域，circRNA（環狀RNA）因其獨特的分子結構而引起了廣泛關注。與線性mRNA不同，circRNA通過反向剪接形成一個封閉的環形結構，這使得它們在轉錄后水平上能夠與多種類型的非編碼RNA（ncRNAs）相互作用。這些ncRNAs被稱為競爭性endogenousRNA（ceRNA），它們能夠在特定條件下抑制或激活靶mRNA的翻譯和穩定性。ceRNA網絡是細胞內復雜的分子互動網絡之一，它由一系列相互作用的ceRNA及其對應的靶mRNA組成。在正常生理狀態下，這種網絡有助于維持基因表達的一致性和穩定性的平衡。然而在疾病發生過程中，如癌癥等病理狀態中，ceRNA網絡的功能異常可能加劇疾病進程。ceRNA網絡的核心在于其高度特異性和動態變化。不同的細胞類型和組織對ceRNA網絡的需求存在差異，這反映了生物體內部環境對其基因表達調控的精細控制能力。此外ceRNA網絡還具有高度的可塑性，可以適應各種生理和病理條件的變化，從而為疾病的診斷和治療提供新的思路和策略。1.1mRNA的競爭性內源性RNA的概念在基因表達調控中，mRNA（信使RNA）作為基因與蛋白質之間的“信使”，其穩定性、翻譯效率和亞細胞定位等方面受到嚴格調控。近年來，隨著RNA測序技術的發展，研究者們發現了一種新型的RNA分子——競爭性內源性RNA（CompetingEndogenousRNAs,ceRNAs），它們通過與mRNA競爭性結合并結合到相同的miRNA或rRNA上，從而調節mRNA的穩定性和翻譯效率。ceRNAs的概念最早由Lunardi等人提出，他們發現某些mRNA可以通過識別并結合到miRNA的3’非翻譯區（3’UTR），進而抑制miRNA的活性，這種相互作用被稱為“競爭性抑制”。隨后，一系列研究證實了ceRNAs的存在，并揭示了它們在多種生物學過程中的重要作用，如腫瘤發生、發育和免疫應答等。ceRNAs的生成通常涉及特定的轉錄因子和信號通路，這些因素可以促進mRNA的轉錄和穩定性，同時抑制miRNA對其的降解作用。例如，在腫瘤細胞中，某些ceRNAs可以通過激活RNA聚合酶II和轉錄因子，促進自身mRNA的轉錄和翻譯。ceRNAs的研究不僅有助于理解基因表達調控的復雜機制，還為疾病治療提供了新的靶點。通過靶向特定的ceRNAs，可以調控其下游mRNA的表達，進而影響細胞功能和組織穩態。例如，在腫瘤治療中，抑制特定ceRNAs的表達可以增強腫瘤細胞的放療或化療敏感性。1.2ceRNA網絡的構建與運行機制環狀RNA（circRNA）作為近年來備受關注的新型非編碼RNA（ncRNA），在ceRNA網絡中扮演著重要的角色。ceRNA（CompetitiveEndogenousRNA）即競爭性內源RNA，是指通過共享miRNA結合位點，競爭性地結合miRNA，從而調控下游基因表達的非編碼RNA分子。circRNA因其獨特的結構特征（如無5’帽和3’尾、環狀結構等）和豐富的miRNA結合位點，成為ceRNA網絡中的關鍵節點。（1）ceRNA網絡的構建方法ceRNA網絡的構建通常基于“miRNA-mRNA”相互作用數據庫、circRNA表達數據和基因功能注釋數據，通過以下步驟實現：circRNA和miRNA表達數據獲?。簭墓矓祿欤ㄈ鏕EO、TCGA等）或實驗數據中獲取circRNA和miRNA的表達譜。miRNA靶點預測：利用miRNA靶點預測工具（如TargetScan、miRanda等）篩選與circRNA互補的miRNA。mRNA表達數據整合：結合mRNA表達數據，篩選與circRNA共表達的mRNA。ceRNA候選節點篩選：基于miRNA結合親和力、表達相關性等指標，篩選潛在的ceRNA候選節點。構建ceRNA網絡時，通常使用以下公式描述miRNA、circRNA和mRNA之間的相互作用：circRNA該公式表示circRNA與miRNA結合，競爭性抑制miRNA與mRNA的結合，進而調控下游基因表達。（2）ceRNA網絡的運行機制ceRNA網絡的運行機制主要涉及以下三個核心環節：circRNA與miRNA的結合：circRNA通過其不完全互補的miRNA結合位點（miRNAseedregion）與miRNA結合，形成RNA-RNA復合體。miRNA的“竊取”：被circRNA結合的miRNA無法再與其他靶mRNA結合，從而“竊取”了原本可能調控下游基因的miRNA。mRNA的調控：未被circRNA結合的miRNA可繼續與mRNA結合，抑制其翻譯或促進其降解，進而調控下游基因表達。這一機制可通過以下簡化模型描述：分子類型功能circRNA結合miRNA，形成RNA-RNA復合體miRNA被circRNA競爭性結合，無法調控下游mRNAmRNA被剩余miRNA結合，調控下游基因表達（3）ceRNA網絡的應用價值ceRNA網絡的研究有助于揭示circRNA在疾病發生發展中的分子機制，并為癌癥等疾病的治療提供新的靶點。例如，通過分析ceRNA網絡，可以識別關鍵的circRNA節點，進而開發靶向抑制或激活這些節點的藥物。此外ceRNA網絡分析還可用于預測疾病預后、指導個性化治療等。ceRNA網絡的構建與運行機制為理解circRNA在基因調控中的作用提供了重要框架，未來可通過整合多組學數據、開發更精準的預測模型等方式，進一步深化ceRNA網絡的研究。2.ceRNA網絡的調控方式在環狀RNA（circularRNA，簡稱circRNA）的ceRNA網絡調控機制研究中，我們探討了多種調控方式。首先通過與mRNA的直接相互作用，circRNA可以影響其靶基因的表達水平。這種作用通常涉及circRNA與mRNA之間的堿基配對和互補性，從而改變mRNA的穩定性、翻譯效率或降解速率。此外circRNA還可以通過與microRNA（miRNA）的相互作用來調控靶基因的表達。例如，某些circRNA可以作為miRNA的sponge分子，直接結合并抑制miRNA的功能，從而促進特定mRNA的表達。另一種重要的調控方式是通過與蛋白質的相互作用來實現。circRNA可以通過形成穩定的蛋白-RNA復合物，直接與目標蛋白結合，從而影響其功能。這種作用通常涉及到circRNA與目標蛋白之間的互作區域，以及它們如何共同參與細胞內的信號傳導途徑。我們還發現circRNA可以通過與其他非編碼RNA（如lncRNA、siRNA等）的相互作用來調控其靶基因的表達。這些非編碼RNA可以與circRNA形成復雜的網絡結構，共同參與調控靶基因的表達。環狀RNA在ceRNA網絡中的調控方式是多樣化的，包括直接與mRNA、miRNA、蛋白質以及其他非編碼RNA的相互作用。這些調控方式共同構成了環狀RNA在基因表達調控中的重要角色。2.1轉錄后水平的調控在生物體內，基因表達調控不僅發生在轉錄水平，轉錄后水平的調控同樣占據重要地位。環狀RNA（circRNA）作為近年來新興的一類內源性非編碼RNA分子，在轉錄后水平調控中發揮著關鍵作用。環狀RNA特有的環狀結構使其能夠作為競爭性內源RNA（ceRNA）發揮作用，通過吸附miRNA等分子來調控其他基因的表達。以下將對環狀RNA在轉錄后水平的調控機制進行詳細闡述。（一）環狀RNA的發現及其特性環狀RNA是一類具有共價閉合環結構的非編碼RNA分子，早期被認為是轉錄過程中的副產物。但隨著研究的深入，發現環狀RNA在生物體內具有高度的穩定性和保守性，并參與到多種生物學過程中。環狀RNA的獨特結構使其不易被核酸外切酶降解，從而具有較長的半衰期，能夠在細胞內長期存在并發揮作用。（二）ceRNA網絡的形成與功能競爭性內源RNA（ceRNA）是指那些具有microRNA（miRNA）或其他RNA結合位點、能競爭性地結合miRNA或其他調控因子的內源性非編碼RNA。環狀RNA作為ceRNA的一種，通過其互補的miRNA結合位點，形成ceRNA網絡，參與轉錄后水平的基因表達調控。在ceRNA網絡中，環狀RNA可以充當“海綿”，吸附特定的miRNA，從而減輕miRNA對其他靶基因的抑制作用。通過這種方式，環狀RNA可以間接調控其他基因的表達。（三）環狀RNA與miRNA的相互作用在ceRNA網絡中，環狀RNA與miRNA的相互作用是核心環節。當特定的miRNA與環狀RNA上的結合位點結合時，會阻止miRNA對其靶基因的抑制作用。這種相互作用受到多種因素的影響，包括環狀RNA的表達水平、miRNA的濃度以及兩者之間的親和力等。這一過程可以通過公式或數學模型進行描述和分析，下表展示了幾個典型的環狀RNA與miRNA的相互作用示例：環狀RNA類型靶miRNA靶基因調控效應circ-ABCmiR-XYZABCDE基因抑制表達circ-DEFmiR-GHIDEFGH基因促進表達…………（四）環狀RNA在轉錄后水平調控的具體機制除了吸附miRNA外，環狀RNA還可以通過其他機制參與轉錄后水平的基因表達調控。例如，某些環狀RNA可以參與蛋白質編碼的選擇性翻譯過程，從而影響蛋白質的表達水平和種類。此外環狀RNA還可以與特定的蛋白質結合，影響蛋白質的功能和定位。這些機制共同構成了環狀RNA在轉錄后水平調控的復雜網絡。環狀RNA作為ceRNA在轉錄后水平的基因表達調控中發揮著重要作用。通過吸附miRNA和其他機制，環狀RNA能夠間接調控其他基因的表達，從而影響細胞的生物學功能和生物體的生理過程。2.2蛋白質翻譯水平的調控蛋白質翻譯水平的調控在環狀RNA的ceRNA網絡中起著關鍵作用。首先轉錄因子如PAX6和TTF-1通過結合特定的啟動子序列來促進靶基因的轉錄，進而影響環狀RNA的表達量（內容）。這些轉錄因子可以與環狀RNA的前體mRNA直接相互作用，或間接地通過調節宿主基因的表達來實現對環狀RNA翻譯效率的影響。此外miRNAs作為重要的負向調控因子，在蛋白質翻譯水平上也扮演重要角色。miRNAs可以通過與其靶mRNA的互補配對，抑制其編碼蛋白的翻譯過程。例如，miR-29家族成員能夠通過識別并結合靶mRNA的5’UTR區域，從而降低靶蛋白的翻譯效率，這種現象稱為miRNA介導的沉默（miRNA-mediatedsilencing）。在某些情況下，環狀RNA還可以作為天然的翻譯模板，自主翻譯產生相應的蛋白質。這類現象通常發生在那些具有高度保守性的環狀RNA中，它們可能含有保守的啟動子元件，使得自身能夠在不依賴于宿主基因的情況下進行高效翻譯。蛋白質翻譯水平的調控是環狀RNAceRNA網絡中一個復雜且多樣的機制。它涉及到多種分子層面的相互作用，包括轉錄后修飾、miRNA介導的沉默以及環狀RNA自身的翻譯能力，共同決定了環狀RNA在細胞內的動態分布及其功能表現。四、環狀RNA在ceRNA網絡中的作用研究近年來，隨著對基因表達和轉錄調控機制的深入理解，環狀RNA（CircularRNAs,circRNAs）因其獨特的分子結構和潛在的功能而受到廣泛關注。circRNAs由于其特殊的環形結構，在細胞內形成一個連續的環狀單鏈RNA分子，并且可以與mRNA競爭性結合，從而干擾mRNA的翻譯或降解過程，影響基因的表達水平。在ceRNA網絡中，環狀RNA作為一種關鍵的分子調節因子，通過多種機制參與了基因表達的調控。首先環狀RNA可以通過直接與靶mRNA結合，阻止其翻譯或抑制其功能，這種現象被稱為間接調控機制；其次，它們也可以作為其他長鏈非編碼RNA（LongNon-CodingRNA,lncRNAs）的模板，合成新的環狀RNA，進一步增強其功能；此外，一些研究表明，某些環狀RNA可能具有促進基因表達的作用，這主要歸因于它們能夠招募染色質重塑復合物，改變基因組的可訪問性和活性。為了更好地了解環狀RNA在ceRNA網絡中的具體作用機制，研究人員通常采用各種生物信息學工具來預測并驗證環狀RNA與lncRNA之間的相互作用。例如，通過計算環狀RNA與lncRNA的配對概率以及它們的共富集分析，可以幫助揭示這些環狀RNA如何參與到復雜的調控網絡中。同時利用高通量測序技術如RNA-seq等，可以直接測量環狀RNA和lncRNA在不同條件下表達的變化情況，為研究提供實驗依據。環狀RNA在ceRNA網絡中的作用是多方面的，涉及競爭性結合、調控基因表達等多種機制。未來的研究需要進一步探索這些環狀RNA的具體生物學功能及其在疾病發生發展中的潛在作用，以期開發出更加精準的診斷和治療策略。1.環狀RNA作為ceRNA的生物學功能環狀RNA（circularRNA，簡稱circRNA）作為一種特殊的非編碼RNA分子，在生物學功能上發揮著重要作用。近年來，越來越多的研究表明，環狀RNA不僅能夠作為信使RNA（mRNA），通過調控基因表達來參與細胞內的各種生理過程，還能夠作為競爭性內源RNA（ceRNA），與其他非編碼RNA相互作用，共同調節靶基因的表達。ceRNA是指那些能夠結合并調控miRNA（微小RNA）的小分子非編碼RNA。它們通過與miRNA的互補配對，阻止miRNA的降解和抑制其翻譯，從而解除對靶基因的抑制作用。環狀RNA正是通過這種ceRNA機制，能夠調節靶基因的表達，進而影響細胞的生物學功能。環狀RNA的ceRNA網絡調控機制具有高度的動態性和特異性，能夠根據細胞內外環境的變化而實時調整。這種調控方式不僅為細胞提供了豐富的應激響應能力，還使得細胞能夠更加靈活地適應各種生理和病理條件。此外環狀RNA的ceRNA網絡調控機制還涉及到多種生物過程，如細胞增殖、凋亡、遷移、代謝等。這些過程與細胞的生命活動密切相關，因此環狀RNA在生物體內的作用具有廣泛性和重要性。環狀RNA作為ceRNA的生物學功能主要體現在其能夠通過ceRNA機制調節靶基因的表達，從而參與細胞內的各種生理過程，并在生物體內發揮廣泛的作用。1.1環狀RNA的競爭性抑制mRNA的表達環狀RNA（CircularRNA,circRNA）作為一種新興的非編碼RNA（non-codingRNA,ncRNA）分子，近年來在基因表達調控領域引起了廣泛關注。circRNA具有獨特的環狀結構，這一結構使其能夠通過多種機制參與基因表達調控，其中之一便是通過競爭性抑制（CompetitiveEndogenousRNA,ceRNA）機制調控靶基因mRNA的表達。circRNA能夠作為“分子海綿”，捕獲微RNA（microRNA,miRN