细胞外囊泡（EVs）是细胞分泌到胞外的纳米囊泡状结构，其内含物种类十分丰富，包括脂质、蛋白质、DNA和RNA（包括编码和非编码RNA）等。细胞外囊泡在细胞间传递“货物”作为信号分子，在包括肿瘤在内的多种疾病中发挥重要调控作用。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。尽管有文献报道RNA结合蛋白参与调控一些miRNA的EVs分拣/分泌，但是其他RNA的EVs分拣/分泌的具体机制还不清楚。

2022年4月，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，生命科学学院郭明雄副教授和泰康医学院（基础医学院）孙桂鸿教授作为共同通讯作者在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research杂志在线发表题为“Selective sorting and secretion of hY4 RNA fragments into extracellularvesicles mediated by methylated YBX1 to promote lung cancer progression”的研究论文，该研究报导了甲基化修饰的RNA结合蛋白YBX1通过调控抑癌因子hY4RNA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。

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。

肺癌是全球最常见的癌症（占总病例的11.6%），也是癌症死亡的主要原因（占总癌症死亡人数的18.4%）。近年来的研究表明EVs来源的ncRNAs与肺癌的进展密切相关。此前，该研究团队在2018年发表的研究结果表明，YRNA片段hY4F在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。

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。

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。

原文链接：

https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-022-02346-w