Exosomes作為活細胞分泌的含有RNA和蛋白質的微囊，大小為30-100nm，廣泛分布于外周血、尿液、唾液、腹水、羊水等多種體液中。最新研究表明，體液中exosomal RNA（特別是miRNA、lncRNA和circRNA）在不同的疾病模型中存在明顯的表達差異。同時，這些分子被exosomes的脂膜所包裹和保護，能保持其原有穩定性和 生物學功能，有望成為液體活檢的重要分子標志物。
環(huan)狀RNA（circular RNA）是最近發現的(de)一類(lei)特(te)殊(shu)的(de)非編碼RNA，它大(da)量存在于真核細胞(bao)胞(bao)質內，是mRNA在剪(jian)接(jie)的(de)過程中，上游(you)exon的(de)5’端(duan)與下游(you)exon的(de)3’端(duan)剪(jian)接(jie)到(dao)一起，從而形成的(de)首(shou)尾相接(jie)的(de)環(huan)狀RNA分子。
近(jin)年(nian)研究發現，高等(deng)動(dong)物中環(huan)狀RNA的種類(lei)和(he)(he)含量(liang)遠遠超過預期(qi)。circRNA具有很多重(zhong)要(yao)的調控功(gong)能(neng)，例如，circRNA可(ke)以(yi)(yi)作為競爭性內源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）結(jie)合胞內miRNA，阻斷(duan)miRNA對其靶(ba)基因的抑制作用。除此以(yi)(yi)外(wai)，circRNA也具有調控其他類(lei)型RNA、調節蛋白質活性等(deng)功(gong)能(neng)。circRNA在(zai)不同物種中具有保守(shou)性和(he)(he)組織表達特異(yi)性，且circRNA對RNase不敏感(gan)，因此它比線性RNA更為穩定(ding)，所(suo)以(yi)(yi)circRNA在(zai)疾病新型診斷(duan)與治療(liao)方法研發方面(mian)有巨大潛力(li)和(he)(he)重(zhong)要(yao)意義。
實驗方案
測序平臺和方式：Illumina平臺 PE150
數據量：12G clean data/樣
數據分析
（1）測序質量評估：
原始數據過濾統計
Clean數據堿基組成和質量分布圖
（2）比對結果統計：
比對數據Reads數分布統計
（3）circRNA鑒定：
circRNA統計列表
circRNA的長度分布
circRNA的來源分布
已知circRNA的注釋
（4）circRNA的表達水平及差異表達分析：
circRNA的表達水平分析
circRNA的差異表達結果
兩兩樣本之間的差異表達
樣本間共享和特有circRNA統計分析
（5）circRNA的來源基因分析：
circRNA來源基因的GO富集分析
circRNA來源基因的KEGG富集分析
（6）circRNA與miRNA的結合位點預測分析
技術流程
案例分析
案例（1）外泌體circRNA可作為腫瘤診斷的生物標志物
研究人員首先分離得到了來自于MHCC-LM3肝癌細胞的外泌體并且對其進行了circRNA-Seq。數據分析結果表明，在細胞和外泌體中分別檢測到了5484個和6751個circRNA。研究人員將這些在外泌體中存在的circRNA命名為exo-circRNA。與細胞中的circRNA的表達水平相比，exo-circRNA在外泌體中的含量至少富集了2倍。circRNA同miRNA的結合早有報道，巧合的是miRNA在外泌體中也廣泛存在。研究人員還關注了miRNA與circRNA的結合對circRNA在外泌體中數量的影響。由于CDR1as circRNA是miR-7的海綿體，研究人員將miR-7引入細胞與外泌體中，借此觀察CDR1as的表達量。研究人員觀察到CDR1as表達量在外泌體中大幅下降，卻在細胞中略有上升。該結果表明，circRNA在外泌體中的確會受到miRNA表達量的影響和調控。
circRNA在外(wai)泌體中受到miRNA表達(da)的(de)調(diao)控
案例（2）KRAS突變細胞分泌的外泌體中環狀RNA的表達情況
研究者用三種同源KRAS突變結腸癌細胞系建立了環狀RNA文庫，每種細胞系設有兩個生物學重復，且不使用RNase R處理。經過一系列檢測和RNase R處理驗證，最終確定在三種目標細胞系中可以識別和量化大量的環狀RNA，且環狀RNA對RNase R處理具有抗性。接著，研究者檢測環狀RNA的表達水平是否受KRAS調控，比較了三種細胞系中候選RNA的水平。發現環狀RNA在KRAS突變細胞中被下調，且環狀RNA調控在主基因中能獨立出現。為了檢測結腸癌細胞分泌的外泌體中能否檢測到環狀RNA，研究者還對三種細胞系的外泌體RNA進行了RNA-seq分析，并用qRT-PCR對結果加以驗證，每種細胞系設有三個生物學重復。結果表明，環狀RNA具有復雜的外泌體穿梭機制。與KRAS突變型細胞衍生的外泌體相比，野生型中RNA結合蛋白的豐度更高。
qPCR驗證(zheng)3個細胞(bao)系外泌體中(zhong)候選circRNA和host gene的表(biao)達量
參(can)考文獻
[1] Li et al. Circular RNA is enriched and stable in exosomes: a promising biomarker for cancer diagnosis. Cell Research, 2015.
[2] Dou et al. Circular RNAs are down-regulated in KRAS mutant colon cancer cells and can be transferred to exosomes. Scientific Reports, 2016.
