细胞外囊泡（EVs）是细胞分泌到胞外的纳米囊泡状结构，其可作为天然载体在生物体内运输各种生物活性物质的特性已被大量研究所证实。目前认为细胞外囊泡中RNA的分拣/分泌存在选择性，即一些RNA分子被特异性地分拣并富集于EVs中，而非被动释放到EVs中。但外泌体中RNA的EVs分拣/分泌的具体机制还不清楚。
2022年4月11日，武汉大学生命科学学院郭明雄副教授和泰康医学院（基础医学院）孙桂鸿教授团队在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research杂志在线发表题为“Selective sorting and secretion ofhY4 RNA fragments into extracellular vesicles mediated by methylated YBX1 topromote lung cancer progression”的研究论文，报导了甲基化修饰的RNA结合蛋白YBX1通过调控抑癌因子hY4 RNA片段（hY4F）的细胞外囊泡分拣促进下游MAPK/NF-κB信号通路激活，进而促进肺癌的增殖和转移。武汉大学泰康医学院（基础医学院）博士生李闯作为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金和湖北省自然科学基金的支持。
YRNAs是84-113个核苷酸的非编码RNA，具有茎环状结构，其主要功能是参与调控DNA复制的启动和RNA质量控制/稳定性。一些YRNAs被报导在人类肿瘤组织中表达异常，说明YRNAs与癌症的发生发展相关。近年来文献报导，癌细胞和外周血来源的细胞外囊泡中YRNA片段存在显著富集，表明其可能在细胞外囊泡介导的细胞间通讯中具有潜在功能。然而，YRNA片段在癌症中的研究还很缺乏，其影响肿瘤进展的潜在机制还不清楚。
该研究团队在2018年发表的研究结果表明，YRNA片段hY4F在非小细胞肺癌（NSCLC）患者的血浆EVs中显著上调，可能是NSCLC诊断的潜在生物标志物。
该团队进一步研究发现，hY4F是丰度最高的YRNA片段类型，其在肺癌细胞中显著下调，而在肺癌EVs中则显著富集。肺癌EVs中hY4F存在选择性分拣/分泌，可能在肺癌进展中发挥重要作用。基于这些前期基础，作者研究了hY4F在肺癌细胞中的功能和选择性分拣/分泌到细胞外囊泡中的机制，及其在细胞外囊泡介导的肺癌进展中的功能。
在该研究中，作者发现hY4F具有肿瘤抑制因子的作用，抑制肺癌细胞的增殖、迁移和侵袭。机制上，hY4F通过下调MAPK/NF-κB信号通路，抑制肿瘤进展。通过RNA pulldown、质谱和WB实验，作者筛选鉴定到hY4F的RNA结合蛋白YBX1，进一步发现YBX1是hY4F的细胞外囊泡选择性分拣/分泌所需的关键蛋白，YBX1促进EVs中hY4F的分拣/分泌，而下调细胞内hY4F的水平。细胞水平的实验证实了YBX1在肺癌中促进肿瘤的增殖、迁移和侵袭，抑制细胞凋亡。并且，NF-κB通路抑制剂能够阻断YBX1对肿瘤细胞增殖和迁移的正调控作用。该研究结果表明YBX1可能通过调控hY4F的细胞外囊泡分拣上调细胞内NF-κB通路活性，从而促进肺癌进展。
分子机制上，作者发现YBX1蛋白的C端结构域是YBX1与hY4F特异性结合和EVs-hY4F的选择性分拣/分泌的关键结构域。进一步，作者发现YBX1的C端K264位赖氨酸存在甲基化修饰，并且证实SETD3是YBX1的K264位赖氨酸的甲基转移酶，SETD3通过影响YBX1的甲基化修饰状态调控hY4F的细胞外囊泡分拣/分泌，从而调控肿瘤进展。
从动物实验证实YBX1的敲除显著抑制了肺癌细胞在小鼠体内的增殖和转移，以及细胞外囊泡中hY4F的分泌。通过对临床病例数据库的分析，作者发现YBX1蛋白在肺腺癌病人肿瘤组织中表达上调，与肿瘤的恶化程度呈正相关，与肺腺癌病人的生存率呈负相关。
该研究揭示了甲基化修饰的YBX1通过促进抑癌因子hY4F的细胞外囊泡选择性分拣/分泌，上调细胞内MAPK/NF-κB通路活性，从而促进肿瘤进展。该研究结果为开发基于hY4F和YBX1的肺癌诊断试剂和治疗药物提供了重要依据。
参考文献:
Selectivesorting and secretion of hY4 RNA fragments into extracellular vesicles mediatedby methylated YBX1 to promote lung cancer progression，J Exp Clin Cancer Res. 2022 Apr 11;41(1):136. doi: 10.1186/s13046-022-02346-w.
外泌体资讯网 J Exp Clin Cancer Res | 武汉大学郭明雄/孙桂鸿团队：细胞外囊泡促进肺癌进展的新机制
