摘要：肿瘤释放的RNA可能介导细胞间通讯并作为生物标志物。在这项研究中，研究人员对与微囊泡、外泌体（统称为EV）和核糖核蛋白（RNP）相关的细胞外RNA（exRNA）进行定量和低误差分析。从患者来源的胶质瘤干细胞样细胞中分离的exRNA复合物显示出不同的组成，其中微囊泡最接近反映细胞转录组情况。exRNA能富集小的ncRNA，如外泌体中的miRNA，以及EV和exRNPs中精确加工的tRNA和Y RNA片段。EV包裹的mRNA主要是片段化的，并且富集UTRs；但是其中还是存在一些全长mRNA的。研究结果表明，脑细胞需要大量的EV/exRNA摄取，以确保转移的RNA对脑受体细胞功能的影响，并预测了影响最大的miRNA。本研究还提供了可用于生物标志物发现的多种exRNA的类目，并验证了其在脑脊液中的标志物可行性。
图1：exRNA分离和测序流程。
复杂生物系统内的细胞间通讯，如癌症及其宿主微环境，是通过细胞外RNA（exRNA）被包装形成的各种细胞外复合物介导的，包括微囊泡（MV），外泌体和非囊泡核糖核蛋白复合物（RNP）。细胞外囊泡（EV）、微囊泡和外泌体会被各种细胞释放并吸收，从而传递其内容物。这个过程可能在癌症发展和微环境的形成中发挥作用。目前，已经有方法可以用于表征这些囊泡中的细胞外RNA（exRNA）整体情况并监测个体编码和调控性exRNAs的水平。 exRNA主要由各种小RNA（<200nt）组成；迄今为止大多数exRNA都集中在miRNA上。作为了解exRNA释放和传递的生物学关键步骤，本研究的研究人员探讨了癌症来源的exRNAs的完整表达谱，以及特异性RNA种类和个体特征。通过创建小的和长链exRNA的cDNA文库，并减少miRNA误差，研究人员确定了MV、外泌体和RNP复合物中exRNA的多样性和高度独特的组成。此外，通过使用RNA spike-in分子进行的RNA-seq的半绝对定量，可以检测到这些细胞外复合物中各种RNA分类和种类的水平。
这项发表于Nature Conmmunications的工作以胶质母细胞瘤（GBM）————最常见的侵略性脑肿瘤，作为癌症来源的exRNA的重要研究模型。随着GBM通过细胞迁移增殖和入侵脑实质，这些细胞会与变化的外部刺激相互作用，并积极参与微环境的调节。肿瘤细胞与大脑中各种正常细胞之间的交流仍然是神经胶质瘤生物学研究较少的方面之一。研究人员采用代表最耐药的干细胞样细胞群（GSC）—————低传代的肿瘤病人来源的致瘤性GBM细胞培养，被认为是肿瘤内的核心细胞类型。 GSC细胞和细胞外RNA的分析，以及人或小鼠原代脑微环境细胞（神经元、星形胶质细胞、内皮细胞和小胶质细胞）的转录组分析，能够预测出影响力最大的miRNA类型，并能扩展到传递性exRNAs的所有类型（不只是miRNA和mRNA）。研究还表明，MVs、0.2-0.8μm的大囊泡，最能密切反映细胞转录组情况，因此它们可作为非常有前途的液体活检生物标志物来源。
图2：不同胞外成分（MV、外泌体、RNP）里的转录组RNA的组成。
参考文献：Wei Z, Batagov AO, Schinelli S, Wang J, Wang Y, El Fatimy R, Rabinovsky R, Balaj L, Chen CC, Hochberg F, Carter B, Breakefield XO, Krichevsky AM. Coding and noncoding landscape of extracellular RNA released by human glioma stem cells. Nat Commun. 2017 Oct 26;8(1):1145.
