一种新的lncRNA及其编码肽在食管癌发生发展的分子作用机制及其临床意义研究

In recent years, our work has been focusing on the molecular mechanism of abnormal expression lncRNA in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC). In 2017, we identified a novel lncRNA-LOC388780 which can significantly decrease the proliferation and migration of the ESCC cells when overexpressed. Moreover, taking advantage of fusion tag proteins expression vectors, we found that lncRNA-LOC388780 encodes a peptide chain with 129 amino acid residues. However, whether lncRNA-LOC388780, the peptide of lncRNA-LOC388780, or both can decrease the proliferation and migration of the ESCC cell is still unclear. Therefore, this project aims to elucidate the molecular mechanism of how lncRNA-LOC388780 and/or its peptide inhibits the development of ESCC, and investigate its clinical significance by multiple methods such as the strategy of fusion tag proteins expression vector with initiation codon mutations, RNA interference, RNA-seq, Co-IP-proteome analysis, RNA pull down- proteome analysis, and RIP analysis.

近年来，我们一直围绕着异常表达的lncRNA在食管癌中的分子作用机制开展研究。2017年，我们在食管癌组织细胞中又成功鉴定出一种新的lncRNA，lncRNA-LOC388780，发现其高表达可显著抑制食管癌细胞的增殖与移动。最近，我们通过标签蛋白表达载体实验发现，该lncRNA实际上编码一129个氨基酸残基的多肽链。目前，有关其抑制食管癌细胞的增殖与移动，究竟是此lncRNA本身功能所致，还是其编码肽的作用，或二者兼而有之，这一重要科学问题尚不清楚。为此，本项目拟采取起始密码子置换突变融合标签蛋白表达研究策略，同时联合运用RNA干扰、RNA-seq、Co-IP-蛋白质谱、RNA pull down-蛋白质谱，以及RIP等系列实验技术，在分子、细胞和实验动物层面，对上述科学问题进行系统研究，深刻揭示该lncRNA及其编码肽在食管癌发生发展中的分子作用机制，同时探讨其临床意义。

大量的实验数据表明，长非编码RNA（lncRNA）在肿瘤的发生发展过程中发挥着重要的作用。最新研究表明，lncRNA可以编码短肽。然而，关于lncRNA编码的短肽，其功能和分子机制目前尚不清楚。本项目把研究lncRNA编码的短肽的功能和分子机制作为研究目标，获得如下新进展和新发现。.通过对15对潮汕沿海高发区食管癌组织及其配对的、相对正常的食管上皮组织的RNA-seq 测序数据进行生物信息学分析，我们发现一种新的长非编码RNA：lncRNA-LOC388780。通过序列分析发现其存在一个蛋白多肽编码区，因此我们猜测其可能编码一段长度为129aa的蛋白多肽。.定量PCR结果显示，lncRNA-LOC388780在食管癌细胞系和食管癌组织中都有表达。相对于正常食管上皮组织和对照上皮细胞系HEK293T，在食管癌组织细胞中，lncRNA-LOC388780表达水平较低。通过起始密码子置换突变融合标签蛋白表达的研究策略，以及合成编码肽特异性抗体，我们确定lncRNA-LOC388780具有编码肽的功能。接着，通过联合运用实时细胞检测系统、transwell小室以及克隆形成的实验方法，我们证实lncRNA-LOC388780编码肽能抑制食管癌细胞的增殖、移动和侵袭功能。并且在实验动物水平也证实了lncRNA-LOC388780编码肽具有抑制肿瘤生长的功能。在进一步的分子机制探索方面，我们联合利用报告基因检测、荧光免疫技术，以及Co-IP实验方法，其结果提示lncRNA-LOC388780编码肽与p21激活激酶2 (PAK2)相互作用，并且抑制 TGF-β信号通路活性、增强JAK/STAT1/3 信号通路，同时抑制食管癌细胞丝状伪足的形成。.综上，我们的实验结果证实lncRNA具有编码短肽的功能，并且其编码肽在肿瘤细胞的发生、发展中发挥着重要的作用，该发现具有重要的创新意义。