食管癌中tRNA来源的小RNA鉴定及其功能研究

tRNA-derived small RNA (tsRNA), is a new type of functional small non-coding RNA, which is dysregulated in tumor and participates in cancer initiation and development. The role of tsRNA in esphageal cancer is still unknown. Through high through-put sequencing and bioinformatics analysis of small RNA from clinical samples of esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) patients, we identified and characterized a novel tsRNA, named tRH-5LysCTT, which is up-regulated in tumor tissues compared with adjacent normal tissues and can promote cell proliferation. Our primary study indicated that up-regulated tRH-5LysCTT could suppress cell proliferation through targeting PTEN’s promoter, which causes hypermethylation of PTEN promoter and suppresses PTEN expression at transcriptional level. In this project, we will study the function of tRH-5LysCTT and reveal its molecular mechanism in cell proliferation through regulating PTEN. Meanwhile, we will explore its potential in diagnosis and prognosis of ESCC. Our study will not only improve the understanding tsRNA's function in ESCC initiation and development, but also show biological significance as well as its clinical application value for the treatment, diagnosis and prognosis of ESCC.

tRNA来源的小RNA（tRNA-derived small RNA），简称tsRNA，是一类新型功能非编码小RNA，在肿瘤细胞中表达异常，参与调控肿瘤发生发展。目前食管癌相关tsRNA还未见报道。通过高通量测序和生物信息学分析，我们从食管鳞癌患者临床样本中鉴定出一新的tsRNA，命名为tRH-5LysCTT，其在肿瘤中表达上调，能促进肿瘤细胞增殖。我们前期研究结果表明食管鳞癌中高表达的tRH-5LysCTT可能通过靶向PTEN启动子，促进PTEN启动子甲基化，在转录水平抑制PTEN表达，促进食管癌细胞增殖。本项目将进一步研究tRH-5LysCTT在食管癌中的功能，阐明其通过PTEN调控食管癌细胞增殖的分子机制。同时我们将利用临床样本，探索tRH-5LysCTT在食管癌诊断和预后中的临床意义。本项目对认识食管癌发生和发展机制、治疗、诊断及预后具有重要科学意义和临床应用价值。

tsRNA是一类新型功能RNA分子，参与调控生物的生长、发育及肿瘤等生理和病理过程，而其在食管癌中的种类和功能研究还未见报道。本研究系统分析了食管癌癌组织和癌旁组织中tsRNA种类和表达特征，发现相比较于正常的食管癌的癌旁组织，食管癌癌组织中tsRNA的比例从13.3%上升到25%，推测tsRNA在食管癌中异常表达可作为潜在的食管癌诊断标志。同时，我们进一步筛选出在食管癌中异常表达的tsRNA，共鉴定出973个tsRNA在食管癌癌组织中上调表达，888个tsRNA在食管癌癌组织中下调表达，并且筛选了20个tsRNA进行RT-qPCR验证，结果表明6个tsRNA的RT-去PCR结果和生信分析结果一致。通过在食管癌细胞中进行过表达tsRNA，我们鉴定出在食管癌中下调表达的tsR22可以抑制食管癌细胞的迁移，而对细胞增殖没有影响，推测tsR22可能发挥抑癌基因的功能，其在食管癌组织中下调表达，促进的食管癌的发生发展。为探索tsR22的作用机制，我们通过tsRNA靶基因预测并与食管癌的癌组织和癌旁组织的表达谱结果进行关联分析，构建tsRNA-mRNA调控网络，挖掘出tsR22的靶基因，发现tsR22的的四个促进肿瘤迁移的靶基因（MEX3A,VAV2,TMEM2,PGM2L1）在食管癌组织中上调表达，是潜在的tsR22促进食管癌迁移的分子机制。本研究为认识tsRNA在食管癌发生发展过程中的机制研究奠定基础，为ESCC的精准治疗提供新的研究思路和研究方向。