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惡性腫瘤作為一種復(fù)雜的異質(zhì)性疾病，涉及到遺傳與表觀遺傳的雙重改變，導(dǎo)致形成更加復(fù)雜多樣的轉(zhuǎn)錄組。在腫瘤發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中，癌細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一些腫瘤特異性轉(zhuǎn)錄本(Tumor-Specific Transcripts，TSTs)，從而影響細(xì)胞增殖和腫瘤形成，TSTs已經(jīng)成為惡性腫瘤的標(biāo)志。因此，研究腫瘤特異性轉(zhuǎn)錄分子及其在腫瘤進(jìn)展中的潛在作用，對(duì)腫瘤診斷和干預(yù)治療都具有極其重要的價(jià)值。
2019年6月7日，上海復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院的黃勝林課題組與何祥火課題組合作研究了肝細(xì)胞癌（HCC）中廣泛存在的TSTs。該研究在烈冰生信團(tuán)隊(duì)可變剪接分析聯(lián)合轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的幫助下，鑒定并表征了HCC中高頻表達(dá)的TSTs，并描述了其在臨床診斷和治療中的作用。該研究成果以“Tumor-specific Transcripts are Frequently Expressed in Hepatocellular Carcinoma with Clinical Implication and Potential Function”為題發(fā)表在《Hepatology》（IF=14.971）期刊上。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
主要研究結(jié)果：
下面，小編將從以下4個(gè)方面為大家介紹這篇文章的結(jié)果。
1.鑒定并表征肝癌組織中的TSTs
該研究分析了正常組織和肝癌組織的RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了470個(gè)TSTs，其中未注釋的長(zhǎng)鏈RNA占72.9%。近一半的TSTs來(lái)自基因間區(qū)，是由含有長(zhǎng)末端重復(fù)序列（LTR元件）的、新的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)產(chǎn)生。
聯(lián)合 TCGA數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，TSTs的表達(dá)頻率與細(xì)胞增殖、干性及非整數(shù)倍變異呈現(xiàn)正相關(guān)性，而與腫瘤發(fā)展階段、患者性別及各種風(fēng)險(xiǎn)因素相關(guān)性不大（圖1）。
圖1 肝細(xì)胞癌TSTs的鑒定與表征
2.高頻表達(dá)TSTs會(huì)導(dǎo)致HCC患者預(yù)后不良
如圖2所示，根據(jù)TSTs的表達(dá)量將患者分為兩個(gè)類(lèi)型：TST-high亞型（占患者總數(shù)的23%）和TST-low亞型，并觀察兩種亞型的患者生存率及無(wú)病生存期，發(fā)現(xiàn)TST-high亞型的預(yù)后和無(wú)病生存期明顯下降。與較差的預(yù)后相關(guān)。
通過(guò)對(duì)差異表達(dá)的基因進(jìn)行KEGG分析，發(fā)現(xiàn)TST-high亞型的細(xì)胞周期、代謝通路和致癌信號(hào)通路明顯富集，證明TST-high亞型具有增殖能力的侵襲性惡性腫瘤。
圖2 肝細(xì)胞癌中TSTs的存在與預(yù)后不良相關(guān)
3.功能篩選得到一種新型的TST并對(duì)其進(jìn)行表征
研究者進(jìn)一步使用小干擾rna（siRNAs）對(duì)TSTs進(jìn)行功能性篩選，發(fā)現(xiàn)一種新的TST（稱(chēng)為TST1），將其沉默能夠顯著抑制細(xì)胞增殖，而且qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn)TST1主要在肝癌組織中表達(dá)（41.7%）。通過(guò)抑制TST1的表達(dá)，細(xì)胞的致瘤能力明顯下降，腫瘤的重量和體積變小?？偟膩?lái)說(shuō)，TST1具有細(xì)胞增殖和腫瘤形成的能力（圖3）。
圖3 功能篩選鑒定一種新的TST——TST1
通過(guò)RNA免疫共沉淀、ISH實(shí)驗(yàn)證明TST1主要分布于細(xì)胞質(zhì)中。篩選與TST1結(jié)合的miRNA以及RNA-Seq數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)TST1可以直接與miR-500a-3p結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞增殖（圖4）。
圖4 TST1通過(guò)直接調(diào)節(jié)miR-500a-3p促進(jìn)細(xì)胞增殖
如圖5，研究發(fā)現(xiàn)TST1由受DNA甲基化及維甲酸（RA）相關(guān)藥物調(diào)控的LTR12C啟動(dòng)子產(chǎn)生。RA和tamibarotene（維甲酸類(lèi)化合物）可以通過(guò)與RA響應(yīng)元件序列結(jié)合直接抑制TST1的表達(dá)，從而有效抑制細(xì)胞增殖及腫瘤的形成，并提出tamibarotene可能對(duì)TST1表達(dá)的肝癌患者有治療效果。
圖5 TST1由DNA甲基化和維甲酸調(diào)控的長(zhǎng)末端重復(fù)啟動(dòng)子產(chǎn)生
4.在血液細(xì)胞外囊泡中檢測(cè)到TSTs（包括TST1）
通過(guò)分析71例HCC患者血液細(xì)胞外囊泡（EVs）的RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)56%的HCC患者在血液EVs中檢測(cè)到TSTs，尤其是TST1（占比達(dá)到32.5%）。但是在健康患者中沒(méi)有檢測(cè)到TST1，結(jié)合HCC患者術(shù)后TST1表達(dá)顯著下降，認(rèn)為血液EVs中TSTs的表達(dá)水平可用于預(yù)測(cè)患者的預(yù)后情況（圖6）。
圖6 HCC患者的血液細(xì)胞外囊泡中檢測(cè)到TSTs
綜上所述，該研究鑒定了HCC中高頻表達(dá)的TSTs，有助于深入理解腫瘤組織轉(zhuǎn)錄組的復(fù)雜異質(zhì)性；表征了新型TST1，并研究了其潛在功能和臨床應(yīng)用，為開(kāi)發(fā)癌癥診斷和治療新策略奠定基礎(chǔ)。