非编码RNA调控肿瘤干细胞的研究进展

肿瘤干细胞(cancer stem cells,CSCs)是肿瘤内一群特殊的细胞群体,具有自我更新和分化的能力,与肿瘤的发生、发展、复发、转移以及治疗抵抗相关。非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)是一组不具备编码功能的RNA,在肿瘤发生、发展和预后调控中发挥重要作用。近年来,针对ncRNA如何调控CSCs生物学行为进行了大量的研究,取得了重要进展。现从DNA、RNA和蛋白质三个水平,综述目前ncRNA调控CSCs的分子机制,展望这一领域的后续研究,以期推动肿瘤发生和治疗相关机制的研究。     

非编码RNA调控上皮间充质化及肿瘤干细胞的研究进展

肿瘤干细胞是具有自我更新能力并能发展成为不同分化程度的肿瘤的一类细胞,它的存在是肿瘤转移和复发的重要原因。最新研究表明,肿瘤干细胞可通过肿瘤细胞的上皮–间充质化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)产生。作为研究细胞调控的热点—非编码RNA,通过调控EMT可能会促使肿瘤细胞获得肿瘤干细胞特征。该文主要综述了近年来非编码RNA调控肿瘤细胞EMT以及干性获得的研究进展,以有助于理解肿瘤中非编码RNA的调控机制和功能。     

癌变重编程的表观遗传调控机制研究进展

肿瘤发生和恶化转化过程中导致细胞的异常编程,并由此产生了肿瘤干细胞。肿瘤干细胞具有自我更新和可塑性潜能,是肿瘤起始、转移、耐药和复发的根源。因此,对肿瘤重编程和肿瘤干细胞的研究具有重大科学价值和临床意义。表观遗传调控在肿瘤重编程中发挥重要作用。染色质重塑复合物、组蛋白修饰和非编码RNA等表观遗传机制都参与了癌变重编程。这些表观遗传调控可以调控肿瘤干细胞的自我更新和分化形成新肿瘤的能力。表观遗传调控癌变重编程、肿瘤干细胞自我更新的调控以及针对肿瘤干细胞表观调控机制的靶向治疗等问题,已成为肿瘤生物学研究的重点。现就染色质重塑复合物、组蛋白修饰和非编码RNA对癌变重编程和肿瘤干细胞调控的研究进展进行了综述。     

非编码RNA在肿瘤细胞糖代谢中的调控作用

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是一类不具有蛋白质编码潜能的RNA,可分为管家ncRNA和调控性ncRNA。微RNA(microRNA,miRNA)是研究得比较清楚的一类调控性ncRNA,不仅可调控细胞分化、增殖和凋亡,还可通过调节糖酵解途径中的限速酶［如己糖激酶(hexokinase,HK)、磷酸果糖激酶(phosphofructokinase, PFK)和丙酮酸激酶(pyruvate kinase, PK)］来调控肿瘤细胞的糖代谢。长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是另一类近年来引起重视的调控性ncRNA,它们可通过调节癌基因c Myc、葡糖转运蛋白(glucose transporter, GLUT)、HK和缺氧诱导因子等来调控肿瘤细胞的糖代谢。深入了解miRNA和lncRNA等调控性ncRNA调控肿瘤细胞糖代谢的机制不仅可以使我们更加深入地了解肿瘤的发生机制,而且可能为肿瘤的预防、诊断和治疗提供新方向。     

哺乳动物细胞中不同长度非编码RNA识别靶分子的方式及生物学功能特性

非编码RNA(nc RNA)是指非蛋白质编码的其他所有RNA,大小为20~10 000 nt,广泛存在于各种生物尤其是哺乳动物细胞中。nc RNA在细胞的各种生命活动中发挥重要生物学功能。nc RNA按生物学功能特性可以分为看家nc RNA和调节性nc RNA两类,按大小可以分为小nc RNA(50 nt)、中等长度nc RNA(50~200 nt)和长nc RNA(200 nt)三类。不同长度的nc RNA与靶分子的作用方式有各自特点,从而也决定了各自具有相对独特的生物学作用。以哺乳动物细胞中常见的不同长度非编码RNA为例,对各类长度nc RNA识别靶分子的方式及生物学作用特点做一综述,以期为全面认识nc RNA的结构及生物学功能多样性提供帮助。     

瞄准肿瘤干细胞多药耐药性基因的靶向治疗策略

肿瘤干细胞(TSC)的学说得到了越来越多人的认可,而且多种TSC已被鉴定。当前TSC研究的重点之一是靶向治疗问题。有多项实验结果支持,TSC高表达ABC转运体是其多药耐药性的重要原因,因此,靶向TSC的ABC转运体在肿瘤化疗中起着关键作用。我们总结了靶向治疗TSC的ABC转运体的研究概况、存在问题及解决策略,以期在该领域研究能有更快进展。     

长链非编码RNA与肿瘤和干细胞

人类基因组包含20 000多种蛋白质编码基因,只占总基因的2%左右,而90%以上的转录子是长链非编码RNA(Long non-coding RNAs,lnc RNAs)。lnc RNAs是广泛存在于哺乳动物基因组中的长度在200-100 000 nt之间,且不具有蛋白质编码功能的转录本。研究发现其在许多类型的肿瘤中存在异常表达,具有潜在的致癌或抑癌作用,并作为重要的调控分子参与各种生物学过程,与肿瘤的发生、发展密不可分。此外,lnc RNAs在维持干细胞全能性、调控干细胞基因表达、调节干细胞自我更新和分化等方面发挥了至关重要的作用,是继micro RNA后肿瘤研究的新热点。针对lnc RNAs在肿瘤和干细胞生物学中的功能及相关机制作一综述,旨在为肿瘤的诊断、治疗、预后等方面提供新思路。     

长非编码RNA与造血谱系分化

全基因组测序分析显示,人类基因组中蛋白质编码基因所占比例不足2%,但高达80%的基因位点可以转录出RNA。在这些非编码RNA(non-coding RNA,nc RNA)中,长度超过200个核苷酸的RNA分子被称为长非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)。在血液系统中,基于造血不同分化阶段的转录组测序和分析发现,几乎在造血分化各个阶段都有lnc RNA参与。lnc RNA在维持造血干细胞未分化状态、诱导红细胞脱核成熟、粒细胞定向分化以及淋巴细胞迁移等谱系分化过程中均发挥了不可或缺的作用。lnc RNA作为调控因子在转录、转录后以及翻译等多个水平参与造血谱系分化调控。该文综述了近年来lnc RNA在造血分化领域的研究现状,为后续进一步揭示lnc RNA介导的造血调控网络奠定基础。     

环形RNA研究进展

环形RNA(circular RNA,circ RNA)广泛存在于各种生物细胞中,并且具有结构稳定、表达量丰富以及在不同组织及其不同发育阶段具有表达特异性等特征。目前认为,circ RNA可以在转录后水平调控基因表达,但是circ RNA的产生机制及其代谢途径仍然不是很清楚。迄今研究认为,circ RNA的主要生物学作用是作为微小RNA(micro RNA,miRNA)海绵体调控miRNA的表达。此外,circ RNA在肿瘤、动脉粥样硬化、糖尿病、帕金森病等多种疾病的发生发展中发挥了一定的作用。深入了解circ RNA的作用机制及其功能,有助于深入了解疾病的发生、发展机理,设计更好的预防、诊断和治疗疾病新策略。     

miRNAs在肝细胞肝癌基因治疗中的研究进展

肝癌是严重威胁人类健康的主要恶性肿瘤之一,其中70%~85%是肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)。目前,HCC的各种治疗方法的效果均具局限性。HCC发生发展中的各种生物大分子的变化及其机制是探索新的有效治疗方法的基础。近二十年来发现的微小RNA(micro RNA或mi RNA)在基因表达、蛋白质翻译过程中发挥着重要的调控作用,其异常表达与肿瘤的发生发展密切相关。与此同时,基因治疗作为一种新兴的生物治疗手段,也是目前的研究热点之一。因此,mi RNA正被应用于肿瘤的基因治疗研究之中。该文就mi RNA的作用机制、mi RNA与HCC的关系和mi RNA在HCC基因治疗中的应用研究作一综述。     

地中海富盐菌中非编码RNA的鉴定与分析

【目的】通过转录组高通量测序技术(即RNA-seq),结合生物信息学分析和分子生物学方法,在组学水平鉴定极端嗜盐菌中可能的非编码RNA(nc RNA)。【方法】将培养至对数中期的地中海富盐菌在不同盐浓度下处理30分钟,提取RNA,进行链特异的转录组测序和5′端区分的转录组测序,通过生物信息学分析在全基因组范围内鉴定nc RNA,预测其转录边界;然后通过Northern blot和环化RNA反转录聚合酶链式反应(CR-RT-PCR)对部分预测的nc RNA进行实验验证。【结果】比较两种RNA-seq技术在不同培养条件下的RNA测序结果和对转录单元的精细分析,共鉴定到105个高可信度的nc RNA,并发现4个在不同盐度下表达差异较大的nc RNA,通过Northern blot和CR-RT-PCR验证了inc RNA1436和inc RNA1903的表达情况、转录本、转录起始位点及终止位点等。【结论】首次在组学水平鉴定了地中海富盐菌中的nc RNA,不同盐浓度刺激下部分nc RNA的转录差异暗示其有可能参与地中海富盐菌对盐胁迫的适应,高可信度nc RNA的组学发现为今后全面开展嗜盐古菌nc RNA的功能机制研究提供了基础数据及重要的切入点。     

肿瘤干细胞与表观遗传学调控

关于恶性肿瘤发生、复发与转移机制的研究由来已久,但目前的临床治疗方法依然不能克服肿瘤复发与转移的难题,肿瘤患者的生存率并未得到显著改善。近年来的研究提示肿瘤的起源、复发与转移的真正原因可能是存在于肿瘤内的极少数具有干细胞特性的细胞,即肿瘤干细胞（cancer stem cells,CSC）。与此同时,越来越多的研究表明,对于肿瘤干细胞的发生与功能维持,表观遗传学的调控机制可能发挥着极其重要的作用。该文简要综述目前肿瘤干细胞和表观遗传学相关领域的研究进展,并对肿瘤干细胞形成及发展过程中表观遗传学的调控作用及机制进行重点介绍。     

微小RNA与肿瘤干细胞耐药的研究进展

肿瘤干细胞（Cancer stem cells,CSCs）是肿瘤组织中一小部分具有自我更新和致瘤性的细胞,具有特殊的耐药机制,与肿瘤的复发和治疗失败关系密切。微小RNA（microRNAs,miRNAs）是一类长度约为19～25个核苷酸的内源性非编码单链RNA,能够通过调控相关靶基因的表达,参与调控肿瘤干细胞增殖、凋亡、上皮-间质转化等重要的生命过程,引起CSCs对化疗药物产生原发性多药耐药性。本论文就miRNAs在调控CSCs多药耐药性方面的研究进展作一综述。     

长链非编码RNA-重编码调控因子与肿瘤的研究进展

长链非编码RNA(LncRNA)是一类长度超过200核苷酸且不编码蛋白质的RNA分子。肿瘤基因组学的快速发展使LncRNA在人类肿瘤研究方面的功能更加显著。基因间LncRNA(LincRNA)-重编码调控因子(ROR)作为一种新型LncRNA,其作用机制在结直肠癌、胰腺癌、乳腺癌的发生发展过程中有报道。我们就LincRNA-ROR在肿瘤中的相关调控机制以及在不同肿瘤中的研究现状做简要综述,以便对其有进一步了解。     

胚胎干细胞中微小RNA功能与机制研究进展

胚胎干细胞自问世之初便承载了人们对于治疗各种疾病的期望。其来源于早期胚胎发育囊胚的内细胞团,这些细胞具有快速增殖和分化为所有其他体细胞的特性。由于这些特性,胚胎干细胞必须被小心加以控制才不至于在治疗过程中产生不受限制的生长(即致瘤性)和不必要的细胞污染。控制胚胎干细胞的增殖和分化的前提是人们尽可能多地掌握其内在调控的关键分子机制。对胚胎干细胞的增殖和分化的调控发生在多个层面,包括细胞信号通路、染色质高级结构、转录因子、微小RNA和长非编码RNA。简要综述胚胎干细胞中微小RNA的调控功能和机制研究进展,并展望这一领域未来的发展方向。     

竞争性内源RNA在转录后水平调控基因表达

竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ce RNA)假说提出了一种RNA在转录后水平调控基因表达的机制,即信使RNA(message RNA,m RNA)、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)、假基因(pseudogene)转录物及环状RNA(circular RNA,circ RNA)通过竞争结合相同的微小RNA(micro RNA,mi RNA)来影响靶基因RNA的稳定性或翻译活性,实现转录后水平的基因表达调节。这一全新的基因表达调控机制目前已在肌肉的分化、胚胎干细胞的分化、中脑的发育及癌症的转移等多个研究领域被发现,并且被证实参与多个生物学过程的调控。ce RNA这种以mi RNA为媒介实现RNA与RNA相互调控的机制,使得编码基因和非编码基因在全转录组范围内形成了一个庞大而精细的调控网络,增加了基因调控网络的复杂性。文章就ce RNA的分子类型、ce RNA机制所涉及的生物学功能、影响ce RNA机制的重要因素及ce RNA调控网络预测这几个方面进行综述。     

microRNAs参与肿瘤干细胞的调节

肿瘤干细胞存在于多种类型肿瘤中,并与肿瘤的发生发展密切相关。肿瘤干细胞和胚胎干细胞在生物学特征上存在许多共同点,如自我更新,多潜能性分化等等。然而,肿瘤干细胞和胚胎干细胞又存在很大差异,主要表现在耐药性、致瘤力和转移活性上。肿瘤干细胞在临床研究中具有不可替代的重要性,然而其分子水平上的调节机制尚未被完整揭示。作为内源性非编码小RNA的一部分,miRNAs在细胞发生发展的调节过程中扮演着重要角色。大量研究表明,miRNAs参与肿瘤干细胞的调节,并参与肿瘤的发生与进展。探索miRNAs在肿瘤干细胞基因表达调控中的作用及作用机制,有助于肿瘤特异性生物学标志物及治疗靶点的确定。本文就miRNAs与肿瘤干细胞调节的相关研究进展进行综述。     

RNA干涉与干细胞

RNA干涉(RNAi)现象普遍存在于生物体细胞中,在理论上已清楚其分子机制,为干细胞研究提供了新的方法。现从RNAi的分子机制、干细胞中的RNAi现象、研究干细胞RNAi效应的方法以及小分子干涉RNA(siRNA)干涉干细胞特异功能基因的检测方法等方面进行了综述。表明应用RNAi技术研究基因功能和干细胞维持及定向分化的调控具有广阔的发展前景。     

LIN28/let-7信号通路与肿瘤发生发展的关系

Let-7家族是最古老而保守的micro RNAs(mi RNAs)之一,由于它在许多肿瘤中表达下降或缺失,故被认为是肿瘤抑制因子。LIN28是一种高度保守的RNA结合蛋白,在多种恶性肿瘤中过度表达,通过抑制let-7而发挥致癌功能。目前认为,LIN28/let-7通路与恶性肿瘤发生发展密切相关,因此深入研究LIN28/let-7信号通路的调控机制将为恶性肿瘤的诊断和治疗提供新的策略。