肿瘤特异转录本TST1的鉴定及其在肝癌中的功能和机制研究

Identifying molecules specific to tumor is essential for the deciphering of the cancer development and progression, as well as for cancer diagnosis and therapy. DNA mutations constitute the major focus of tumor-specific discovery efforts to date. The diversity and complexity of cancer transcriptome hold the potential to yield tumor-specific transcript (TST) in cancer. Our recent study revealed an abundant TSTs in cancer. In this study, we have identified a set of TSTs in hepatocellular carcinoma (HCC) by using high-throughput RNA sequencing and bioinformatics analyses. Furthermore, functional assay screening by siRNA indicated that one of these HCC-related TSTs, termed TST1, has significant role in liver cancer cells proliferation. In this project, we will focus on the expression level and clinical significance of TST1 in HCC as well as its function and molecular mechanism to provide new insights into genetic diagnosis and treatment of HCC in clinic.

鉴定肿瘤特异分子对研究肿瘤发病机制以及肿瘤诊断和治疗都具有极其重要的价值，目前对肿瘤特异分子的研究和发现主要集中于肿瘤基因组DNA突变，以及由于肿瘤基因组异位导致的融合基因。我们前期研究提示肿瘤特异转录本(tumor-specific transcript, TST)可能普遍存在；进一步，我们整合肝癌和正常组织RNA测序数据，结合生物信息分析，鉴定并筛选出肝癌相关的特异转录本，通过特异的siRNA进行初步的功能筛选，发现其中一个全新的肿瘤特异转录本TST1在肝癌细胞中具有一定的生物学功能。本项目将在前期工作基础上，采用细胞生物学、分子生物学和生物信息学等技术手段，明确TST1的表达特征和临床意义，阐明TST1在肝癌中的功能和作用机制，探索血浆外泌体TST1在肝癌诊断中的价值，将为肝癌的发病机制提供新的思路，为肝癌的诊断和治疗提供新的靶点和实验基础。

鉴定肿瘤特异分子对研究肿瘤发病机制以及肿瘤诊断和治疗都具有极其重要的价值，本项目通过自主开发的RNA剪接位点识别和定量方法ASJA，整合分析了近千个正常组织和肝癌组织的RNA测序数据，发现肝癌中存在数百个特异转录本（TSTs），超过一半是未被注释的新转录本和非编码RNA。许多TSTs存在于基因间，由携带长末端重复序列LTR元件的新转录起始位点产生。肝癌病人可分为TST-high和TST-low两种分子亚型，TST-high亚型增殖和干性能力强，病人预后差。功能筛选揭示了一个新的非编码TST（称为TST1），可调控肝癌细胞的增殖和成瘤能力。TST1由受DNA甲基化和视黄酸相关药物调节的LTR12C启动子产生，视黄酸能够显著抑制TST1的表达并提示在TST1表达肝癌病人中的应用。 此外，在肝癌患者的血浆中外囊泡中也能检测到TST1的表达，提示潜在的诊断价值。通过该项目，建立了ASJA、exLR-seq和EV-origin方法，RJunBase和exoRBase2.0数据库，鉴定并阐明了肝癌特异转录本及其TST1的功能和作用机制。这些成果为研究癌症发病机制开拓了全新思路，为癌症的诊断和治疗提供新的靶点，具有重要的科学价值和临床应用前景。