肺癌组织小RNA修饰的特征分析及调控机制研究

Lung cancer is a common malignant disease which threatens human health seriously. Its incidence and mortality rate increased dramatically year by year. Many diseases had been found to be associated with a large number of modified nucleotides. Methylation of DNA and histone modification has attracted a widely concern in recent years, while little is known about modification of small RNA, even less is known about the function of the modifications in microRNA. Based on previous work, we have established a method successfully to detect a variety of modified nucleosides at the same time by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS/MS) and found there are a variety of modified nucleosides in small RNA. This project focuses on analysis of small RNA modification in lung cancer tissue by LC-MS/MS. We will also investigate on the modification of specific single microRNAs that expressed abnormally in lung cancer and the position of modified nucleosides in a single microRNA. Moreover, we will study the function and mechanism of modified nucleotides in small RNAs from lung cancer tissue. This project will provide a good foundation on microRNA modification and it may be helpful to investigate on the structure and function of microRNAs. It will provide reliable theoretical and experimental data for explaination the pathogenesis of lung cancer and give a new idea to cancer therapy.

肺癌是一种常见的恶性肿瘤疾病，其发病率逐年上升，严重威胁着人类健康。修饰核苷与人类的多种疾病具有非常密切的关系。近年来，DNA甲基化和组蛋白修饰备受人们的关注，而RNA修饰的研究相对非常缺乏，特别是microRNA的修饰。在前期研究中，我们成功的建立了一种基于LC-MS/MS的同时检测多种修饰核苷的方法，并发现小RNA中存在一系列的修饰。本项目重点研究肺癌组织中小RNA的修饰状况；研究异常表达的特定3-5种microRNA的修饰状况及其修饰核苷的定位；探讨RNA修饰对肺癌发生、细胞增殖、转移的作用及机制。本项目的研究将为microRNA修饰的研究奠定良好的基础，将有助于阐明microRNA的结构和功能，具有较强的创新性；将对肺癌发病机制的研究提供可靠的理论和实验依据，为肺癌等疾病的诊治提供新的思路。

肺癌是我国发病率和死亡率较高的一种恶性肿瘤疾病，它严重威胁着人类的健康。小RNA与肺癌的发生发展具有非常密切的关系，而与肺癌相关的小RNA中存在哪些修饰以及修饰在RNA中的作用方面研究较少。在前期研究中，我们成功的建立了一种基于LC-MS/MS的同时检测41种核苷的方法，并发现小鼠肝脏小RNA中存在一系列的修饰。以此为基础，在本项目中我们对肺癌组织及癌旁组织的小RNA进行了分离纯化，获得了tRNA、30-60 nt、10-30 nt 大小等的小RNA；完成了对小RNA的纯度检测工作；并利用LC-MS/MS 技术对这些小RNA中的修饰核苷进行了检测分析，对不同大小RNA的修饰核苷的表达谱进行了分析。结果发现，在肺癌组织及癌旁组织小RNA中存在多种修饰，并且与癌旁组织相比，肺癌组织的小RNA分子中修饰核苷的含量具有显著的差异。其中tRNA分子和含有5.8S和5S rRNA的条带中，修饰核苷Cm的含量均有具有显著的升高。在30-60nt大小的RNA分子中修饰核苷ac4C的含量也有所升高。这些结果显示，修饰核苷的水平和疾病存在一定的关联，这为理解肺癌的发生发展提供的新的思路。此外，我们利用链霉亲和素-生物素技术对肺癌组织中的miR-21进行分离、鉴定和纯度分析，并利用LC-MS/MS技术对RNA中的修饰核苷进行了检测分析，发现miR-21中存在较低含量的RNA修饰；我们还建立起一种LC-MS/MS鉴定含有修饰的22nt 左右小RNA分子的方法，并对RNA核苷修饰的生物学功能进行初步的探讨，发现修饰在RNA稳定性方面具有重要的作用。本项目研究结果为RNA修饰核苷将来用于研究或诊断肺癌等疾病提供了重要的科学依据。