肝癌相关巨噬细胞外泌体中lncRNA的研究

LncRNA is an important component of the human genome transcript, which shows active expression in monocyte-macrophage, T cell and some other immune cells. Besides, LncRNA displays significant role in immunocyte differentiation and immune modulation. Based on previous reports, kupffer cell, the resident macrophage in liver, can be domesticated and finally become tumor associated Macrophages (TAMs) in the hepatocellular microenvironment. The latter can secrete various growth factors, exosomes and other medium of intercellular communication, regulating tumor growth, invasion and metastasis. lncRNAs in exosomes have gained attention in recent years, however, the distribution and function of lncRNAs in the exosomes released by hepacellular TAMs remain unclear. Through high throughput sequencing technology and other related technologies, this project aims to identify and screen the exosomal IncRNAs which significantly affect hepacellular malignant transformation and then systematically expound the distribution regularity. After detecting the scale and discovering the function of these IncRNAs, we will further investigate the possibilities of their acting as molecular markers and potential therapeutic targets of hepatocarcinoma. Therefore, the study can partly fill the gaps in hepacellular microenviroment research.

作为人类基因组转录本的重要组成之一，LncRNAs在单核-巨噬细胞和T细胞等免疫细胞中表达十分活跃，并且在免疫细胞分化和免疫调节中发挥重要作用。研究表明，肝脏中的固定性巨噬细胞——枯否细胞，在肝癌微环境中可被驯化为肿瘤相关巨噬细胞（Tumor Associated Macrophages，TAMs）；而这些细胞则可以通过外泌体、细胞因子等细胞间通讯方式，促进肿瘤生长、侵袭与转移。虽然外泌体中的lncRNAs在近年来屡有报道，但其在肝癌相关巨噬细胞外泌体中的分布和功能尚不为人所知。本项目将利用高通量测序等技术，在肝癌相关巨噬细胞外泌体中，鉴定并筛选出对肝癌细胞恶性转化有重要影响的lncRNAs分子，并对其整体分布规律进行系统性分阐述；此外，在对这些lncRNAs分子进行规模检测和功能探索的基础上，进一步探讨其作为肝癌分子标记物和潜在治疗靶点的可能性。本项目可以部分填补肝癌微环境研究的空白。

非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）在基因的DNA甲基化、转录后调控、剪切和修饰具有十分重要的功能，在肿瘤、机体免疫、心血管疾病很多生命活动中均起着举足轻重的作用，和疾病的发生、发展、诊断和治疗有密切的关系。作为一种调控分子，circRNAs与lncRNA一样，其功能的多样化伴随着其亚细胞定位的多样化。本研究中，我们系统的分析了线性及环状lncRNA（circRNA）在HepG2细胞核、细胞质、核糖体、细胞清、外泌体及线粒体等组分的空间分布情况，从整体水平上揭示lncRNA在细胞各个亚组分中的分布特征，并初步揭示了circRNA与宿主蛋白核定位之间的拮抗关系。我们发现，线性及环状lncRNA广泛分布于各种亚细胞组分中。各组分之间相关性较低，表明circRNA在各个亚细胞组分中的分布具有较高的特异性。各个亚细胞组分中的circRNA具有不同的分布特征，包括circRNA长度，GC含量，circRNA类型以及circRNA 来源的host基因功能等。同一个宿主基因位点可形成多种RNA及蛋白产物共同发挥调控功能，从而影响细胞的生命活动。我们的分析结果表明，定位于细胞核的蛋白质，其宿主基因产生的pre-mRNA更易被反向剪接成环状RNA而不是mRNA，形成的circRNA的丰度更高，相应的circRNA更易出核行使功能，即大多数基因的circRNA与其蛋白产物之间的核定位呈拮抗关系。本研究从全基因组水平揭示circRNAs的亚细胞定位，有助于追踪circRNAs的细胞内分子行为，并对未来circRNA生物学功能的探索提供丰富的信息。