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细胞实验:有科学家发现人类细胞表面稳定附着RNA分子

2021-09-04 04:00:01
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  众所周知,人类细胞的外表面上有很多不同的蛋白质、脂质、糖蛋白。然而除了这些已知类型的分子,近日科学家们发现,人类细胞的外表面还稳定附着了一类过去鲜有人知的RNA分子。

  根据在Genome Biology正式发表的一篇研究论文,加州大学圣地亚哥分校(UCSD)钟声教授与其合作者张良方教授、陈真教授共同领衔的研究团队,利用专门开发的检测和测序技术鉴定出,这类细胞表面RNA分子由细胞核内的基因组编码产生。过去人们曾认为,人类核基因组产生的RNA并不存在于具有完整细胞膜的细胞表面,而这一新发现刷新了我们对细胞表面分子的认识。

  “细胞的外表面就好比人的脸,要识别细胞是好是坏,比如是免疫T细胞还是肿瘤细胞,最重要的就是看它表面有些什么。”钟声教授解释说,“细胞的表面分子协助了细胞的通讯和相互作用。”

  因此,这一发现意味着,在细胞和细胞之间、细胞与环境之间的相互作用中,RNA分子的作用比过去认识的更大。

  研究人员将这类RNA命名为膜相关胞外RNA,简称maxRNA。这些RNA分子既没有封装在任何囊泡里,也不会轻易从细胞表面脱落。

  之所以此次科学家们能在小鼠细胞和人类细胞中检查出maxRNA的存在,得益于专门开发的表面测序(Surface-seq)技术。研究主要作者之一张良方教授是纳米医学领域的创新者,他的团队开发了一种纳米技术,可以从细胞上抽提出一部分细胞膜,包裹在纳米颗粒上。这种技术保留了细胞膜的内外方向,并完全去除细胞内容物的干扰。在此基础上,研究人员开发了2种测序技术,鉴别细胞膜外层稳定存在的RNA分子。

  随后,研究团队结合RNA荧光原位杂交、单细胞测序和单细胞分析技术,分析了人外周血单核细胞的maxRNA分子序列、细胞类型特异性和maxRNA的功能属性,用于构建表面测序文库。

  “我们现在知道,人类基因组的一部分可以通过产生maxRNA来调节细胞的对外展示、与其他细胞的相互作用,这一发现扩宽了我们对人类基因组的认识。”本研究第一作者Norman Huang博士说。

  研究团队表示,他们下一步计划研究maxRNA是如何运输到细胞表面并固定在那里的,以及它们对细胞功能的具体贡献。

  对maxRNA的进一步认识或许可以带来新的治疗策略。研究人员指出,由于maxRNA位于细胞膜外侧,相比细胞内的靶点更容易被接触,可以成为更方便的药物靶点。而且,现有的反义寡核苷酸技术可以特异性靶向RNA分子并对其高效抑制,为药物开发带来了另一重便利。

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