编者按：脱髓鞘性视神经炎（demyelinating optic neuritis，DON）泛指视神经的炎性脱髓鞘病变，可引起急性或亚急性视力下降，是青壮年视力丧失的主要因素之一。其中视神经脊髓炎谱系疾病相关性视神经炎（Neuromyelitis optica spectrum disorder related optic neuritis，NMOSD-ON）在亚洲人群中的发病率最高，加上其较高的复发率、致盲致残率给家庭及社会带来巨大负担。由于脱髓鞘疾病往往呈现多发病灶的特点，复杂而缺乏特异性的症状给这类疾病的确诊和鉴别诊断带来了挑战。目前，DON的诊断主要依靠临床症状和自身抗体的检测，但以血清抗体为主要依据的诊断方式仍具有一定局限性，约10％~30％具有临床症状的NMOSD患者无法检测到水通道蛋白4抗体（Aquaporin-4 antibodies，AQP4-IgG），且各个亚类之间的非特异性症状和阳性抗体的交叉极易造成诊断的混淆，因此寻找新的可靠而准确的临床生物标志物对提高DON的诊断效率尤为重要。近年来，随着高通量测序及基因芯片等技术的发展，人们越来越关注非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA），其中环状RNA（circular RNA, circRNA）是一类由特殊剪切机制形成的且具有闭合环状结构的非编码RNA，已证明在自身免疫调节和中枢神经系统疾病发展中具有重要作用，它表现出的组织特异性、疾病特异性、时序表达特异性及高稳定性等特点使其成为疾病生物标志物最佳候选分子之一。中南大学湘雅二医院江冰教授对DON相关的circRNA进行了研究，并对circRNA在DON发生发展中的分子机制及相关作用进行了详细阐述。

circRNA在中枢神经系统发育和功能执行中扮演重要角色

人类基因组除了蛋白质编码信使RNA（messenger RNA，mRNA）外，还产生许多类非编码RNA。circRNA是一类天然存在的非编码RNA分子，与传统的线性RNA不同，circRNA具有共价闭合的连续环，对RNA外切酶具有抗性，因此其表达水平更稳定，不易降解。多年来，circRNA被认为是不具备功能的RNA或为mRNA的储存形式。然而随着测序和circRNA特异性生物信息学分析的进步，它们丰富的功能及作用机制备受关注。circRNA能够在转录、转录后和翻译等多个层面上调节蛋白编码基因的表达，从而广泛地参与包括细胞分化和机体发育在内的重要生命过程，其异常表达还与人类多种疾病的发生密切相关。

circRNA在所有组织中均有表达，在中枢神经系统表达非常丰富，并具有独特的调节能力。中枢神经系统发育是一个复杂而有序的过程，需要精确调控祖细胞的增殖和分化，并受到基因网络错综复杂的调控，circRNA组织特异性和阶段相关性的表达使中枢神经系统按照一定的时间顺序和在一定的空间内进行生长和发育。Sebastian Memczak等发现，过表达特定circRNA分子能通过拮抗微小RNA（microRNA，miRNA）影响大脑发育和突触形成。最近的研究发现，外泌体circRNA可以充当miRNA海绵、蛋白质抑制以及剪接和转录的调节剂；还可以转化为肽和蛋白质，干扰circRNA 正常表达可能与神经退行性疾病和急性中枢神经系统损伤后的继发性脑损伤有关。因此，检测circRNA的组成及表达水平的变化来反映中枢神经系统的生理及病理状态是可行的手段。

circRNA在脱髓鞘疾病发生发展中的分子机制

视神经属于中枢神经系统的范畴，circRNA在不仅对中枢神经系统发育有影响，同时也参与了相关疾病的发生发展。

Yi Zhou等证明外周血单核细胞中的hsa_circ_0026993通过参与转化生长因子β信号通路、白细胞迁移和中性粒细胞趋化性等介导NMOSD发生，并成为其潜在的生物标志物。

Jinting He等人的研究发现，免疫介导的脱髓鞘疾病患者和配对对照样本之间有26个外泌体circRNA存在显著差异表达，通过调节蛋白酪氨酸磷酸酶受体F型和核苷酸切除修复蛋白介导疾病的发生发展，其中脑脊液中的外泌体hsa_circ_0087862和hsa_circ_0012077可作为诊断免疫介导的脱髓鞘疾病的生物标志物。

Anna E. Zurawska等发现hsa_circRNA_101348、hsa_circRNA_102611和hsa_circRNA_104361在多发性硬化患者和对照组的外周血单核细胞中表达存在差异，并通过与microRNA互补的方式相互作用上调AK2和IKZF3蛋白，影响B细胞活性。

动物实验中也证明，circINPP4B可通过靶向miR-30a在促进实验性自身免疫性脑脊髓炎的Th17分化和进展中发挥重要作用。

因此，circRNA的正常表达对中枢神经系统的正常结构及功能至关重要，而特定的circRNA分子的异常表达又参与了脱髓鞘疾病的发生发展。

circRNA显示出作为DON生物标志物的巨大潜能

由于circRNA以多种形式参与了人类生命的多种活动，现已有大量研究证明了其作为生物标志物的可行性。此外，由于circRNA对中枢神经系统发育和功能异常重要，且其表达水平又参与脱髓鞘疾病病程发展，故其显示出作为DON相关生物标志物的巨大潜能。

脑脊液由侧脑室脉络丛产生，经室间孔流入第三脑室、第四脑室，并经第四脑室的正中孔和外侧孔流入脑和脊髓的蛛网膜下腔，最后经上矢状窦回流至静脉系统，且处于动态平衡，其成分构成与中枢神经系统局部生理及病理环境密切相关。外泌体作为机体中细胞间交流的重要物质，包含DNA、RNA、蛋白质、脂质等成分，circRNA结构稳定，在外泌体中半衰期长，不会降解，脑脊液中的circRNA等分子可通过外泌体的形式传递细胞间的相互交流信息。因此，脱髓鞘疾病相关的circRNA研究具有为DON相关生物标志物检测提供理论基础的潜能。

初步研究结果：circRNA表达谱具有疾病和组织特异性

江冰教授及其团队通过芯片微阵列方法，检测DON患者和对照组（年龄与性别相匹配）脑脊液中的circRNA表达谱，筛选出潜在的生物标志物，并对该标志物的诊断特异性和灵敏性进行评估，对差异性表达的circRNA进行生物功能的预测并建立ceRNA网络。

研究发现DON患者脑脊液样本中平均检测到13617种circRNA，与对照组相比，DON患者脑脊液中上调的circRNA有55种，下调的有149种，挑选其中表达丰度较高且P-value 相对较低的5个目标作为候选circRNA生物标志物，实时定量PCR检测进一步证明，其表达趋势与芯片检测结果一致且表达差异仍然具有统计学意义。其中包括2个相对于对照组上调的circRNA目标，分别为hsa_circRNA_100579（2.02倍）和hsa_circRNA_007630（1.73倍）；3个相对于对照组下调的circRNA目标，分别为hsa_circRNA_406587（5.34倍）、hsa_circRNA_054220（2.71倍）和hsa_circRNA_005133（2.08倍）。接着从5个候选诊断生物标志物中挑选了2个表达差异较大且丰度相对较高的circRNA：hsa_circRNA_100579和hsa_circRNA_054220，在扩大的脑脊液和血清样本中进一步验证其诊断价值。其在脑脊液中的表达趋势与之前检测结果一致，且表达差异仍然具有统计学意义；在血浆中的表达与其在脑脊液中的表达趋势基本相同，但均无显著统计学差异，并且同一目标circRNA在血浆中的表达丰度相较于脑脊液明显降低。通过绘制ROC曲线对比诊断标志物的敏感度和特异性，hsa_circRNA_100579和hsa_circRNA_054220的在脑脊液中的诊断价值要远高于其在血浆中的诊断价值，并且hsa_circRNA_100579可竞争性结合hsa-miR-18，参与星形胶质细胞和小胶质细胞中的免疫调节。因此，脑脊液中circRNA表达谱具有疾病和组织特异性，hsa_circRNA_100579和hsa_circRNA_054220具有成为DON诊断相关的生物标志物的潜能。

专家简介

江冰  教授

中南大学湘雅二医院眼科学教授，主任医师，博士研究生导师

中南大学湘雅二医院眼科（眼科中心）科主任

湖南省眼科临床医学研究中心主任

中华医学会和中国医师协会眼科学分会神经眼科学组委员

湖南省医师协会眼科医师分会会长

湖南省医学会眼科专委会副主任委员及神经眼科和眼病理学组组长

主持国家自然科学基金面上项目4项，部省级课题12项

授权中国和美国发明专利10项，第一作者/通讯作者发表论文50余篇