南京医科大学公共卫生学院王建明教授课题组从事circRNA表观遗传调控网络、食管等癌症分子流行病学的研究。近期其实验室用CircRNA芯片研究乳腺癌组织中circRNA表达谱，发现有1155个差异表达circRNA，715个circRNA上调，440个circRNA下调。通过qPCR验证发现 hsa_ circ_103110，hsa_circ_104689 和hsa_circ_104821在乳腺癌中上调， hsa_circ_006054，hsa_circ_100219和hsa_circ_406697在乳腺癌中下调。联合应用3个下调的circRNA分子作为Biomarker时，用于区分乳腺癌的AUC=0.82 （95% CI: 0.73-0.90）。机制研究发现，差异表达的circRNA分子可以通过吸附miRNA，参与乳腺癌发生发展。该研究成果刊登在国际期刊Oncotarget（影响因子5.168）上。

研究背景：

乳腺癌发病非常普遍并且是女性癌症致死首要疾病。据统计，2012年全世界有170万乳腺癌患者，并有521,900人死于乳腺癌。流行病学研究发现，肥胖、高龄产妇、使用雌激素和孕酮，缺乏运动和酗酒等影响增大了乳腺癌发病风险。这些因素对于治疗后的预后也有影响。在乳腺癌发病中，遗传和表观遗传因素都起作用。近几年的研究发现，lncRNA、microRNA、circRNA等在癌症发生发展中起重要作用。其中circRNA可以通过海绵作用吸附microRNA，在斑马鱼脑发育中起调控作用。在结肠、基底细胞和膀胱癌中都发现circRNA的异常表达，乳腺癌中也有相关报道，但是缺乏实验和临床证据。Nair采用Circ-seq的方法发现circRNA可以作为乳腺癌增殖的生物标志物，可以区分乳腺癌的不同亚型。Galasso采用生物信息预测工具发现circRNA在乳腺癌中的预测价值，但是检测到类群比较少。王建明老师课题组的研究采用分子流行病学，在中国人群中建立circRNA表达谱，鉴定人乳腺癌发病中异常表达的circRNA。

研究思路：

为了研究circRNA在乳腺癌中的表达及作用。通过CircRNA芯片筛选4对侵袭性导管乳腺癌中差异表达的circRNA。高通量筛选之后，研究者募集了51名乳腺癌病人进行验证。患者平均年龄46.5岁（18-79）。在4组配对样本中，设定筛选标准为差异倍数>2倍，P value<0.05，发现病变组和正常组相比，有715个circRNA显著上调，440个circRNA显著下调。考虑到多重比对可能引起假阳性，数据筛选时设定了FDR校正，16个circRNA显著上调，5个circRNA显著下调。后期采用qRT-PCR验证芯片结果。验证采用的数据筛选指标为：（1）长度200-3000bp；（2）倍数改变≥2；（3）P值＜0.01；（4）原始强度＞200；（5）外显子类型的circRNA；（6）保守的。其中有6个分子经过验证，并且进一步用于评估这6个分子的诊断价值。

技术路线：

结果展示：

图一：CircRNA表达聚类图。颜色按照绿色（低强度） ，黑色（中强度），红色（高强度）标注。火山图展示乳腺癌和临近的正常外形的组织circRNA表达差异。垂直的绿色线条代表上调和下调2倍，水平绿色线条代表P值＜0.05。

图二：用qRT-PCR验证乳腺癌和临近的正常外形的组织。散点代表乳腺癌（C）和临近正常外形组织（N），参考线上方的标记代表下调的circRNA。

图三：区分乳腺癌的circRNA生存曲线。AUC：曲线面积；circRNA组合：has_circ_006054, has_circ_100219和has_circ_406697。

研究意义：

本研究用Arraystar Human CircRNA芯片对乳腺癌中circRNA进行高通量挖掘和筛选。该研究揭示了乳腺癌和临近正常外形组织中的circRNA表达谱，发现has_circRNA_104689、 has_circ_104821和 has_circ_100219显著上调，has_circRNA_005054、has_circ_406697和has_circ_100219显著下调。这些CircRNA可通过吸附microRNA参与癌症相关信号通路，参与乳腺癌发生。

作者简介：

王建明，男，博士，南京医科大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系副主任，副教授，硕士生导师。主要从事包括结核病、食管癌等在内的常见病、多发病的流行病学和卫生服务研究。参与过多项国家自然科学基金、省级社会发展项目和科技部重大专项。

论文 Identification of circular RNAs as a promising new class of diagnostic biomarkers for human breast cancer.