肿瘤细胞表面RNA生成机制和生物学功能研究

System identification on a new type of RNA and research on its biological function is one of the most important research areas about RNA. Cell surface-bound RNA has been confirmed, however, the scientists don't understand cell surface-bound RNA systematically and deeply. In this study, based on our previous studies, the first, we will identify cell surface-bound RNAs in different cancer cell line models by high-throughut RNA-sequencing and obtain the typical tumor cell line expression profile of cell surface-bound RNA, and we also found the expression pattern of cancer cell surface-bound RNA by bioinformatics analysis. The second, we will investigate the molecule integrity, binding status and presentation on the cell surface of cell surface-bound RNA and preliminary illuminate the biogenesis mechanism of cell surface-bound RNA. The third, further selection of the typical cell surface-bound RNAs(e.g. mitochondrial RNA/mRNA/lncRNA, etc.), we will study their effects on the cell proliferation, cell clone formation, cell cycle, cell apoptosis, cell invasion and metastasis and then reveal the biological function of cancer cell surface-bound RNA. As a result of our research findings based on the tumor cell surface-bound RNA, we will be from a new perspective to reveal the diversity of the biological functions of RNA and these research findings will also provide new technologies and ideas for cancer research and treatment.

新类型RNA的系统识别和生物学功能研究是RNA研究最重要内容之一。细胞表面RNA(cell surface-bound RNA)的存在已经得到证实，但是对于细胞表面RNA缺少深入系统研究。本研究将在我们已有研究基础上，以肿瘤细胞为模型，对肿瘤细胞表面结合RNA进行高通量RNA测序、验证和生物信息学分析，获得典型的肿瘤细胞系的细胞表面RNA表达谱，发现其表达模式；探讨其在不同的干预条件下RNA分子的完整性、结合状态和递呈变化，阐释细胞表面RNA加工生成机制；进一步选择典型的特定细胞表面RNA分子（线粒体RNA/mRNA/lncRNA等），分析其对细胞增殖、克隆形成、细胞周期、细胞凋亡、侵袭转移能力等细胞生物学功能的影响，进而揭示肿瘤细胞表面RNA的生物学功能。通过基于肿瘤细胞表面RNA研究所获得的发现，将从一个全新的角度揭示RNA生物学功能的多样性，为肿瘤的研究和治疗提供新的技术和思路。

细胞中存在不同类型的RNA分子，研究已经证明了不同种类的RNA分子均在生物体中发挥各自重要的生物学功能。但是作为新类型的RNA 分子，人们对于细胞表面RNA的了解还甚少。本研究的主要内容是进一步证实细胞表面RNA的存在，揭示肿瘤细胞表面RNA表达谱和存在状态，阐释细胞表面RNA分子的功能。我们建立了基于超滤技术的细胞表面RNA制备方法，采用该方法制备了不同类型细胞表面RNA，并通过基因芯片等技术获得了其表达谱，生物信息学分析结果表明细胞表面RNA与细胞总RNA相比较具有独自的表达特征。利用RNA酶A对RNA的消化能力研究细胞表面RNA分子的生物学功能表明，使用RNA酶A处理HepG2细胞，细胞离散性增强，细胞迁移性减弱；RNA酶A处理HUVEC细胞，对细胞管腔形成有明显的影响，细胞管腔形成能力减弱。上述结果初步表明细胞表面RNA分子具有重要的生物学功能。细胞表面RNA的证实和初步的功能研究结果为细胞表面RNA的深入研究提供了基础，细胞表面RNA的研究将丰富对RNA的认识，同时对全面阐释RNA的种类和生物功能多样性具有重要意义。