目前研究表明circRNA由于其固有的環(huán)狀機(jī)構(gòu),相比于線性RNA分子,穩(wěn)定性高,耐受核酸外切酶降解等作用。但還沒有人研究circRNA代謝方面的機(jī)制。
對正常生理狀態(tài)下的細(xì)胞來說,circRNA這種難降解特性必然產(chǎn)生circRNAs的聚集,那么聚集的circRNA是否對細(xì)胞會產(chǎn)生毒性(必然的,再好的東西過量都會走向?qū)α⒚妫?。問題是細(xì)胞中circRNA是通過什么機(jī)制對circRNA進(jìn)行清除呢?可能是核酸內(nèi)切酶直接降解?可能是miRNA競爭性抑制?
還有什么可能?本文作者想到了EVs(胞外囊泡)和exosomes(外泌體),是不是circRNA在胞質(zhì)內(nèi)包裝進(jìn)囊泡中然后通過細(xì)胞外吐作用的方式進(jìn)行清除?
作者依此假說并進(jìn)行了實(shí)驗,相對于細(xì)胞內(nèi)的水平,實(shí)驗結(jié)果顯示在外泌體中確實(shí)檢測到了高豐度的circRNA。
一、如何證實(shí)EVs和exosomes中存在circRNA?
RT-PCR實(shí)驗檢測胞外囊泡中的circRNA(-RT:表示未經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄的的對照組)
結(jié)論:提取的EVs中確實(shí)有circRNA的表達(dá),這里選擇的6個circRNA是在其他研究中報道確實(shí)存在的。
二、如何證明提取分離的顆粒就是EVs和exosomes?
1.電鏡觀測存在典型的“杯狀”囊泡結(jié)構(gòu)
2.nanosight納米顆粒示蹤技術(shù)(NTA)檢測EVs粒徑分布和濃度
結(jié)論:NTA檢測結(jié)果顯示提取物粒徑主要分布在100nm左右,符合EVs和exosomes的特征
3.質(zhì)譜法鑒定提取的EVs中的蛋白成分,并對這些蛋白進(jìn)行GO富集分析。
將exosomes”GO條目中蛋白(約2736種)與質(zhì)譜檢測的蛋白進(jìn)行比對發(fā)現(xiàn)大部分蛋白是重疊的,說明提取物含有成分主要是囊泡和外泌體相關(guān)蛋白,間接證明其提取的為exosomes。
藍(lán)色圓圈代表“胞外exosomes”GO條目中的約2736種蛋白,綠色圓圈代表提取外泌體中排名前100的蛋白質(zhì)。兩者大部分蛋白發(fā)生重疊,表明提取的EVs主要是囊泡和外泌體。
蛋白質(zhì)譜法鑒定表達(dá)量前5名的基因?qū)?yīng)的GO條目,可以看出都?xì)w類在外泌體和囊泡組分,表明提取的確實(shí)是囊泡結(jié)構(gòu)。
理論上,circRNA和其對應(yīng)的線性mRNA應(yīng)等量進(jìn)入微囊泡中去。但如果circRNA包裹進(jìn)微囊泡中主要是清除降解作用,那么circRNA量將大于其線性RNA。那么真實(shí)情況究竟如何?作者分別在3種細(xì)胞中和分離的外泌體中檢測4個circRNA分子及其對應(yīng)mRNA的表達(dá)水平,非常有趣的是,發(fā)現(xiàn)外泌體中circRNA表達(dá)量大于其對應(yīng)的mRNA,而外泌體中mRNA的表達(dá)水平低于細(xì)胞中mRNA表達(dá)水平,說明大部分circRNA進(jìn)入到外泌體中,證明了作者的先前推測,circRNA可能是通過進(jìn)入到外泌體或胞外囊泡的方式進(jìn)行清楚。
RT-PCR實(shí)驗:3種細(xì)胞中檢測4個circRNA分子及其對應(yīng)mRNA的表達(dá)水平,外泌體中circRNA表達(dá)量大于其對應(yīng)的mRNA,而外泌體中mRNA的表達(dá)水平低于細(xì)胞中mRNA表達(dá)水平,說明大部分circRNA進(jìn)入到外泌體中。
細(xì)胞與胞外囊泡中circRNA及mRNA表達(dá)水平的相對表達(dá)值定量
細(xì)胞與胞外囊泡中circRNA及mRNA表達(dá)水平的相對表達(dá)值計算公式。
參考文獻(xiàn)
Lasda E, Parker R. Circular RNAs Co-Precipitate with Extracellular Vesicles: A Possible Mechanism for circRNA Clearance.[J]. Plos One, 2016, 11(2).
文章來源于外泌體資訊網(wǎng) https://www.exosomemed.com/908.html
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