研究人員對腦細胞中基本上被忽視的環狀RNA 及其在阿茲海默症和帕金森氏症等疾病中所起的關鍵作用有了新的認識。除了提供有關這些疾病的分子機制的寶貴資訊外，他們的發現還為開發診斷測試和治療方法打開了大門。

與線性RNA不同，環狀RNA（circRNA）具有閉環結構，沒有自由末端。長期以來，科學家一直認為環狀核糖核酸（circRNA）影響不大，直到最近才對其進行了深入研究，尤其是它們在大腦健康中的作用。

在一項新的研究中，波士頓布里格姆婦女醫院的研究人員對這些神秘的circRNA 進行了鑑定和編目，發現它們與腦細胞特性以及神經退化性疾病阿茲海默症和帕金森氏症有關。這項研究的通訊作者克萊門斯-舍爾澤（Clemens Scherzer）說：「循環RNA 長期以來一直被視為垃圾，但我們相信它在人類腦細胞和突觸的編程過程中發揮著重要作用。我們發現這些環狀RNA在腦細胞中大量產生，包括那些與帕金森氏症和阿茲海默症有關的腦細胞。”研究人員從190個死後人類大腦中收集了神經元和非神經元細胞（用於比較），並使用總RNA定序來繪製細胞環狀RNA中的遺傳密碼。他們發現，61%的突觸circRNA與腦部疾病有關。值得注意的是，他們觀察到有4834個circRNA是根據多巴胺神經元和錐體神經元的細胞特性量身定制的，並在突觸路徑中富集。中腦的多巴胺神經元控制運動、情緒和動機，而顳葉皮質的錐體神經元則在記憶和語言中扮演重要角色。研究的第一作者董先軍（音譯）說：「令人驚訝的是，這些基因位置產生的環狀RNA而非線性RNA確定了神經元的身份。環狀RNA多樣性提供了精細調整的細胞類型特異性訊息，而來自同一基因的相應線性RNA無法解釋這些訊息”。眾所周知，多巴胺和錐體神經元的退化在神經系統疾病的發展中起著一定的作用。深入研究後，研究人員發現，29%的帕金森氏症和12%的阿茲海默症相關基因產生了circRNA。他們發現，帕金森氏症基因DNAJC6產生的一種特殊circRNA在多巴胺神經元中的表現量在症狀出現之前就已經減少。在全球範圍內，他們發現與不同疾病狀態相關的基因都會產生circRNA。成癮相關基因優先在多巴胺神經元產生circRNA，自閉症相關基因在錐體神經元產生circRNA，癌症則在非神經元細胞產生circRNA。他們的發現凸顯了circRNA 的潛在用途。Scherzer說：”天然產生的circRNA有可能成為特定腦細胞的生物標誌物，與疾病的早期、前驅階段有關。環狀RNA 不易被分解，因此是一種強大的報告工具​​和治療手段。它們可以被合成重寫，並被用作未來的數位RNA 藥物。”目前的研究還無法全面了解這種複雜的RNA機制是如何指定神經元和突觸身份的。還需要進一步研究circRNA 如何發揮作用以及支配其行為的遺傳調節因子。不過，這項研究提供了迄今為止對人類腦細胞中循環RNA 的最全面分析。“環狀RNA的發現改變了我們對神經退化性疾病背後分子機制的認識，”Dong說。”環狀RNA比線性RNA更持久，可望成為RNA療法和RNA生物標記。”該研究發表在《自然通訊》（Nature Communications）雜誌。