项目背景

　　1.1 国内外研究现状

　　肺癌是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一，2020年全球肺癌新发病例220万例，死亡病例超过180万例。随着人口增长和预期寿命增加，肺癌的发病率将会进一步增大，肺癌发病人数在未来数年内仍将进一步加剧。非小细胞肺癌（NSCLC）约占所有肺癌病例的80%。早期非小细胞肺癌患者手术切除后的生存率相对较高。然而，大多数患者确诊时发展为晚期疾病，中位生存期仅18个月。未经治疗的转移性非小细胞肺癌患者总生存率仅为10%，中位生存期约为4至5个月。近年来随着靶向治疗、免疫治疗等新型治疗方法在非小细胞肺癌治疗中的应用，非小细胞肺癌的治疗已取得了显著性突破。然而，临床实践表明这些新型的治疗方法对部分患者无效，甚至会诱发一部分患者发生严重的免疫相关不良反应。为了应对日益增加的非小细胞肺癌患者，解决非小细胞肺癌治疗过程中遇到的临床问题，亟需开发针对非小细胞肺癌的早期诊断、伴随诊断和预后判断的生物标志物以及治疗靶点。

　　1.2 环状 RNA翻译产物参与肿瘤发生发展的调控

　　环状 RNA（circular RNA，CircRNA）是一类具有闭合环状结构的非编码RNA分子，没有5’帽子结构和3’ polyA结构, 主要位于细胞质或通过外泌体分泌至细胞外。根据不同 CircRNA的序列，可分为外显子来源的 CircRNA（exonic circRNA，ecRNA）、外显子兼内含子 CircRNA（exon-intron circRNA，elciRNA）和内含子来源的 CircRNA（ circular intronic RNA，ciRNA）3 种。囿于CircRNA的闭合环状结构，CircRNA几乎不受RNA外切酶影响，表达稳定且不易降解。因此，CircRNA被认为是一种新型的理想生物标志物。先前的研究表明， 绝大多数的CircRNA 主要作为非编码RNA，通过竞争性结合微小 RNA(miRNA)或作为RNA 结合蛋白的“支架”，参与细胞分裂、分化、生长等多个过程的调控，从而影响发育、肿瘤的发生发展等几乎所有的生理和病理过程。例如，在前期我们通过分析肺腺癌癌组织和远端正常组织发现RPPH1基因编码的circRNA-002178在肺腺癌肿瘤组织中显著高表达,KEAP1编码的环状RNA分子CircKEAP1在肺腺癌肿瘤组织中明显下调。随后，我们发现circRNA-002178可以作为miR-34的海绵，在肿瘤细胞中吸附miR-34，从而释放miR-34对其靶基因PDL1的抑制作用，最终促进肿瘤细胞中PDL1的表达3（图1A）; 而CircKEAP1可以竞争性结合miR-141-3p，解除miR-141-3p对KEAP1表达的抑制，提高细胞内KEAP1蛋白含量，进而激活KEAP1/NRF2信号通路，从而促进肿瘤进展。此外，我们还发现circRNA-002178可以被肿瘤细胞包裹进入外泌体（exosome）中，并被递送到T细胞中，通过吸附T细胞中miR-28从而解除miR-28对PD1表达的抑制，提高T细胞表面PD1的含量。circRNA-002178通过这种“双管齐下”的方式，协助肿瘤细胞进行免疫逃逸。

　　近年来，越来越多的研究证实 CircRNA 参与人类疾病的生理和病理过程。目前的研究大多集中于 CircRNA 与 miRNA 或 RNA结合蛋白的相互作用。然而，通过高通量测序等手段，人们逐渐发现大多数 CircRNA 的丰度很低，并且没有相应足够的结合位点，“海绵模型”存在争议。CircRNA 编码多肽为CircRNA的研究上提供了一个全新的领域，不仅拓宽了人们对蛋白质翻译的理解，而且还为疾病尤其是肿瘤的诊断和治疗提供了新的方向。

　　为了深化肿瘤领域研究开展，提升我国基础科研能力，响应国家不断深入并提升医疗水平的精神。北京医学奖励基金会特设立“KRAS外显子来源的环状RNA编码的KRAS变体通过调控KRAS信号通路促进非小细胞肺癌进展的机制研究”项目。

　　项目内容

　　非小细胞肺癌作为发病率和死亡率最高的一种肺癌，由于发现晚、侵袭性强、复发率高亟需寻找新的诊断标志物和治疗靶点。环状 RNA是一类具有闭合环状结构的非编码RNA分子， 参与了发育、肿瘤等几乎所有的生理和病理过程的调控。在很长一段时间内，环状 RNA被当 成一种非编码RNA，通过吸附miRNA或蛋白发挥功能。然而近期的研究表明，环状RNA也能够编码多肽或者蛋白。在我们前期的研究过程中，我们发现肿瘤中突变频率最高、功能最强的原癌基因KRAS，可以通过外显子环化作用生成一条环状RNA（circ-KRAS）。进一步的探究表明，由 KRAS基因产生的环状RNA具有开放阅读框，具有编码蛋白质的潜力。本项目拟在前期研究基础上，以非小细胞肺癌为研究对象，全面阐述circ-KRAS的产生及其编码多肽circ-KRAS-p的机制，探索KRAS信号通路在非小细胞肺癌诊疗中的应用。主要内容如下：

　　1）鉴定非小细胞肺癌中编码多肽/蛋白质的环状RNA谱

　　2）鉴定调控circ-KRAS来源线性序列环化形成circ-KRAS的蛋白

　　3）揭示circ-KRAS对肿瘤细胞功能的影响

　　4）揭示KRAS编码的环状RNA分子circ-KRAS编码的蛋白circ-KRAS-p促进肿瘤生长的分子机制

　　5）探究circ-KRAS-p在非小细胞肺癌治疗和疗效判断中的应用

　　项目对象

　　非小细胞肺癌患者组织以及血浆样本，肺癌细胞系及动物模型。

　　项目时间

　　自2022年5月至2025年5月

　　项目联系人

　　朱少敏 电话：15010624992