研究名称 :CircleBase V2:一个跨癌症与物种的eccDNA注释平台
发表期刊 :Nucleic Acids Research(2025年数据库专刊)
研究团队 :来自北京大学第三医院、中山大学第七附属医院等多个机构的联合团队
平台地址 :http://circlebase2.maolab.org

一、研究背景与目标
近年来,染色体外环状DNA(eccDNA)因其在肿瘤异质性、基因扩增、转录调控及耐药性中的关键作用而成为表观遗传与肿瘤学研究的热点。然而,eccDNA研究面临数据分散、注释不统一、功能优先级不明确、跨物种比较困难等挑战。为此,研究团队在原有CircleBase数据库基础上,开发了全面升级的 CircleBase V2 ,旨在构建一个集成多组学注释、支持跨物种比较、具备功能预测能力的eccDNA综合性研究平台。该平台适用于癌症生物学、表观遗传学、比较基因组学等领域的研究者,尤其适合进行 eccDNA 功能挖掘、靶点筛选与机制研究的团队。
二、核心升级内容
1. 数据规模大幅扩展
整合来自63项研究、超过300种人类细胞与组织的eccDNA数据,总量达 380万条 ,较前代增长约6倍。
新增 小鼠eccDNA数据 ,涵盖超20种组织类型,共计 360万条 ,为跨物种比较研究提供基础。
2. 引入多组学功能注释框架
整合调控元件(增强子、超级增强子)、染色质可及性(ATAC-seq/DNase-seq)、表观修饰(组蛋白标记、TF结合位点)、染色质空间互作(Hi-C/ChIA-PET)、遗传变异(SNP/eQTL)等多维度数据。
针对小鼠数据,系统收录了来自ENCODE、ChIP Atlas、dbSUPER等资源的调控注释,实现人与小鼠注释体系的对齐。
3. 开发eccDNA功能优先级评分系统
提出一种经过 长度归一化与染色体密度校正 的评分算法,消除因eccDNA长度或基因组区域注释密度差异带来的偏差。
评分结果与eccDNA长度无显著相关性,且高分eccDNA关联基因显著富集于癌症相关通路(如MAPK、Wnt、Hippo信号通路),验证了该系统的生物学相关性。
4. 新增接头序列基序分析模块
针对eccDNA形成机制,系统分析连接点侧翼序列的转录因子结合基序,为研究其形成机制(如微同源介导修复)提供序列层面的线索。
5. 平台功能与用户体验优化
支持按基因、坐标、组织、疾病类型等多维度查询。
提供交互式可视化界面,包括环形注释图、调控网络图、染色质互作图等。
支持批量数据下载,并提供完整的源代码与数据处理流程(GitHub/Zenodo开源)。

三、应用展示与验证
研究通过两个典型案例展示了平台的分析能力:
结直肠癌中携带MYC的eccDNA :平台整合显示其靶基因包括MYC、PCAT1等,调控网络分析提示其可形成“转录枢纽”,与已知研究一致。
胶质母细胞瘤中携带EGFR的eccDNA :整合染色质可及性、增强子标记与TF结合数据,提示其具有活跃调控功能,可能通过eceMIR机制影响肿瘤进展。
四、在领域中的定位
与现有eccDNA数据库(如eccDNABase、eccDB、EccBase等)对比:

六、总结
CircleBase V2是当前eccDNA研究中数据最全面、注释最系统、功能最集成 的公共平台之一。它不仅提供了大规模数据存取与可视化功能,更通过跨物种对比、机制性基序分析、标准化功能评分等模块,推动了eccDNA研究从“描述性发现”向“机制性解析”与“功能优先级筛选”的转变。该平台的开放共享将为全球eccDNA研究提供重要基础设施,助力癌症、发育及疾病相关研究的进展。该平台适用于癌症生物学、表观遗传学、比较基因组学等领域的研究者,尤其适合进行 eccDNA 功能挖掘、靶点筛选与机制研究的团队。
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