2013年,发现细胞囊泡运输调节机制的科学家们,荣获了当年诺贝尔生理学或医学奖。作为人体内一类重要囊泡,外泌体(exosomes)已成为科研热点。环状RNA是最新发现的一类广泛存在的非编码RNA类型,其抗RNA外切酶的能力尤为突出。大量证据表明核酸和蛋白质分子存在于外泌体中,受外泌体介导在细胞间进行传递。但是环状RNA与外泌体之间的联系尚处于空白。最新的Cell research报道了复旦大学肿瘤研究所黄胜林及何祥火课题组首次发现了exosomes内含有大量circRNA。
研究人员收集了MHCC-LM3肝癌细胞培养上清中的exosomes,利用高通量测序(RNA-seq)分别检测细胞和exosomes中的环状RNA,通过SRPBM (spliced reads per billion mapping)计算环状RNA特异性回切位点,数据分析结果显示癌细胞和exosomes中分别含有5,484和6,751个circRNAs。
A:Circos 图示细胞和exosomes中的circRNA
大量文献表明miRNA在exosomes富集,研究人员进一步对exosomes中的circRNA与miRNA之间的关系进行探索。明星环状RNA——CDR1as 可以作为miR-7海绵发挥作用,研究人员转染miR-7 mimics并检测CDR1as在细胞和exosomes中的丰度。结果显示miR-7显著下调exosomes中CDR1as的丰度,但在细胞中作用不显著,表明exosomes对circRNA有一定的分选功能。
miR-7过表达对细胞和exosomes中的CDR1as水平改变的检测
血清中含有大量exosomes,研究人员对人血清exosomes进行RNA-seq检测,结果发现,血清来源的exosomes中含有1,215个circRNAs,其中90%以上的circRNA含有外显子序列。
血清来源的exosomes中circRNA检测
肿瘤和正常血清来源的exosomes中circRNAs是否有差异成为一个非常有趣的课题。研究人员随后将人肝癌细胞MHCC-LM3移植到小鼠模型,分别检测肿瘤移植小鼠和对照小鼠血清来源的exosomes,qPCR结果显示circ-CDYL在肿瘤移植小鼠中的表达水平显著高于对照小鼠。进一步,研究人员对结肠癌患者和正常人血清exosomes中的circRNA进行检测,结果显示circ-KLHDC10在结肠癌患者exosomes中的表达水平显著高于正常人,表明外泌体来源的circRNA可以作为理想的癌症诊断生物标记物。
A.肿瘤移植小鼠和对照小鼠血清来源exosomes中circ-CDYL表达水平检测。
B. 结肠癌患者和正常人血清来源exosomes中circ-KLHDC10表达水平检测。
原文:Li Y, Zheng Q, Bao C, et al,.Circular RNA is enriched andstable in exosomes: a promising biomarker for cancer diagnosis.Cell Res.2015 Aug;25(8):981-4.
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