中国医科大学：lnRNA HOTAIR通过调节RAB35和SNAP23来促进肝细胞癌外泌体分泌 / 开普饭

肿瘤细胞在肿瘤发生过程中释放大量外泌体，而外泌体的分泌受到了多种相关分子的调节。近日，来自中国医科大学附属第四医院普通外科刘金钢、李航宇课题组的研究人员发现，lncRNA HOTAIR通过调节RAB35和SNAP23促进肝细胞癌外泌体分泌。该研究揭示了一种lncRNA在外泌体分泌中的作用，并为肿瘤细胞生物学中的lncRNA功能提供了新的认识。

肝细胞癌（HCC）是最常见的癌症类型之一，针对HCC的治疗方案选择有限并且预后不佳。肿瘤的发展不仅取决于肿瘤细胞本身，还受到肿瘤微环境的调节。肿瘤微环境具有复杂的基质成分，在肿瘤进展中起着至关重要的作用，包括肿瘤生长、发生和转移各个阶段。作为细胞外囊泡的主要类型，外泌体是直径30-150nm的双层膜囊泡，含有核酸、蛋白质和脂质，介导细胞间通讯。越来越多的研究表明，外泌体可以从多个方面影响HCC的进展，包括血管生成、化疗耐药、转移和免疫反应等。此外，外泌体内容物作为HCC中的生物标志物，可用于肿瘤早期诊断和进展监测。这些研究揭示了外泌体在肿瘤微环境中的潜在功能，并且越来越多的证据表明肿瘤细胞在肿瘤发生过程中释放出大量外泌体。然而，肿瘤细胞中外泌体分泌的分子机制仍不明确。

外泌体的生物发生是由多泡体（MVBs）膜的向内出芽产生的，形成腔内囊泡（ILV），最终在MVB中成熟。该过程涉及各种蛋白参与，包括内体分选复合物运输（ESCRT）依赖和与ESCRT非依赖途径。含有ILV的MVB沿着微管运输并与质膜融合，最终将ILV以外泌体的形式释放到细胞外。在外泌体释放之前，需要多个细胞内运输步骤来调节MVB运动以及与质膜的对接和融合，涉及了各种效应物和分子机制。Rab GTP酶是MVB运动和质膜对接所必需的。Rab GTP酶作为分子开关控制MVBs转运，通过与GTP结合的活性形式和GDP结合的无活性形式之间发生转换。Rab家族包含近70种亚型，表现了不同的亚细胞分布。一些Rab GTP酶在外泌体途径中发挥不同的作用并介导了外泌体分泌。不同的Rab GTP酶定位于不同的亚细胞位置并且与细胞类型相关，然而Rab GTP酶对肿瘤细胞中外泌体分泌的影响的分子机制还在探究中。

MVB与质膜融合使ILV以外泌体形式释放，这是外泌体分泌的最后一步也是最关键的步骤。SNARE蛋白被证明可以介导最后一步的发生。参与胞吐释放的SNARE复合物包括MVB的膜上的v-SNARE和细胞膜上的t-SNARE，形成介导外泌体分泌的稳定的三元复合物。v-SNARE包括囊泡相关膜蛋白VAMP2、VAMP3、VAMP7和VAMP8，调节肿瘤细胞中的胞吐作用。此外，突触体相关蛋白23（SNAP23）是一种重要的t-SNARE，主要位于质膜上。 SNAP23的磷酸化不仅促进SNARE复合物的形成，而且还增加外泌体分泌。然而，长链非编码RNA（lncRNA）是否参与SNARE蛋白的调节并介导外泌体分泌尚不清楚。

HOTAIR是从HOXC基因座转录的含2158个核苷酸的lncRNA，并且在包括HCC在内的许多类型的人类癌症中上调。研究人员此前已经证明了HOTAIR可以通过上调HCC细胞中的ATG3和ATG7表达来诱导自噬。虽然越来越多的研究表明HOTAIR可能影响作为致癌基因的多种生物学功能，但尚未发现lncRNA HOTAIR与外泌体分泌之间的关系。

为了确定lncRNAHOTAIR是否有助于HCC细胞中的外泌体分泌，研究人员使用纳米粒子追踪分析（NTA）分析了HOTAIR在外泌体分泌中的功能。通过透射电子显微镜和SNAP23与CD63的共聚焦显微分析检测HOTAIR过表达后多泡体（MVB）的转运。此外，研究人员还使用基因集富集分析（GSEA）分析了HOTAIR表达与外泌体分泌相关基因之间的关系。结果发现，在lncRNA HOTAIR高表达组中发现了外泌体分泌相关基因的富集。HOTAIR通过诱导MVB转运至质膜促进外泌体的释放。HOTAIR调节RAB35表达和定位，调控了与质膜对接的过程。此外，HOTAIR通过影响VAMP3和SNAP23共定位促进了质膜融合的最后步骤。此外，HOTAIR还可以通过mTOR信号传导诱导了SNAP23的磷酸化。该研究证明了lncRNA HOTAIR在促进HCC细胞外泌体分泌方面的新功能，并为肿瘤细胞生物学中的lncRNAs提供了新的认识。

参考文献：Yang L, Peng X, Li Y, Zhang X, Ma Y, Wu C, Fan Q, Wei S, Li H, Liu J. Long non-coding RNA HOTAIR promotes exosome secretion by regulating RAB35 and SNAP23 in hepatocellular carcinoma. Mol Cancer. 2019 Apr 3;18(1):78.