近年來，非編碼RNA的研究從miRNA到lncRN到circRNA，而核仁小分子RNA(snoRNA)的研究起源較早，功能單一，之后的很長一段時間，snoRNA的研究陷入低潮。核仁小分子RNA(snoRNA)是一類廣泛存在于真核生物細胞核仁的小分子非編碼RNA，長度0-300nt, 具有保守的結構元件，并按它們的結構分為三大類：box C/D snoRNA、 box H/ACA snoRNA 和 MRP RNA。其中box C/D 和 box H/ACA主要通過堿基配對的方式分別指導著核糖體RNA的二氧甲基化和假尿嘧啶化修飾。此外，也有研究報道snoRNA參與snRNA、tRNA和mRNA的轉錄后修飾。近幾年，隨著測序技術的發展，越來越多的數據表明snoRNA在腫瘤中被異常調控，并發揮著功能。2018年8月，北京蛋白質組學研究中心蛋白質組學國家重點實驗室，中國放射醫學研究所周鋼橋課題組在Gastroenterology （IF=20.773）發表了名為“Germline Duplication of SNORA18L5  Increases Risk for HBV-related Hepatocellular Carcinoma by Altering Localization of Ribosomal Proteins and Decreasing Levels of p53” ,該研究是基于生殖系拷貝數變異(CNV)的全基因組關聯分析（GWAS），通過對比1583例乙型肝炎病毒（HBV）相關的肝癌患者與1540例乙型肝炎病毒（HBV）相關的非肝癌患者，發現了一個低頻重復染色體15q13.3與乙型肝炎病毒相關的肝癌患病風險密切相關（P=3.17 × 10–8;odds ratio, 12.02)。15q13.3的拷貝數與SNORA18L5在肝組織中的表達相關。過表達SNORA18L5的增加了小鼠肝癌細胞的增殖和移植瘤的生長;干擾SNORA18L5降低了肝癌的增殖和腫瘤的生長。SNORA18L5在HepG2和SMMC-7721細胞中的過表達可抑制p53依賴性細胞周期阻滯和凋亡。SNORA18L5的過表達導致核糖體生物合成活性增強，成熟的18S和28S rRNA水平升高，導致核糖體蛋白RPL5和RPL11停留在核仁中，從而阻止它們與MDM2結合。這導致了MDM2介導的p53泛素化和降解的增加。與非腫瘤肝組織相比，HCC組織中SNORA18L5水平升高，且患者生存時間縮短。該研究深入淺出的從中國人口全基因組的生殖拷貝數的突變入手進一步揭示了CNV的突變通過snoRNA的差異表達來影響乙型肝炎病毒（HBV）相關的肝癌。

機制圖

技術路線圖

結果

圖1 

A 通過CNVplex實驗對237例病例組與243對照組患者的14個CNV位點進行了基因分型，只有低拷貝數的染色體15q13.3位點存活下來; B 熒光原位雜交（FISH）發現三個拷貝數的CNV確實存在于15q13.3位點;C 多種族數據庫分析以及亞洲人的1000個基因組計劃的數據庫分析，15q13.3重復基于Affymetrix SNP-probe等位基因強度的最大間隔跨度約為614.5 Kb，通過與TCGA數據庫中28類腫瘤比較分析，最小重復區間被定義為~15.4 Kb的間隔序列，與ENCODE轉錄組測序結果對照，發現SNORA18L5剛好在 ~15.4 Kb 的結構域；D RT-PCR結果表明SNORA18L5的表達與拷貝數具有相關性。

圖2 

A SNORA18L5在肝癌細胞系高表達; B 在腫瘤組織里SNORA18L5啟動子區H3K4me3表達上調; C  ChIP-qPCR 實驗利用H3K4me3 抗體，檢測SNORA18L5的 與H3K4me3 具有相關性; D 加入MLL抑制劑阻礙了H3K4me3富集到SNORA18L5的啟動子區； E H3K4me3的上調與AFP等指標正相關; F Kaplan-Meier分析SNORA18L5高表達與肝癌的不良預后有關。

圖3

A,B  在L-02 與HepG2過表達SNORA18L5促進細胞增殖與克隆形成; C SNORA18L5過表達促進小鼠體內腫瘤塊的生成；D 免疫組化實驗SNORA18L5促進ki-67表達；E過表達SNORA18L5促進G1/S期轉化；F過表達SNORA18L5抑制細胞凋亡。

圖4 

A SNORA18L5與NPM共定位于細胞核；B 前體與成熟rRNA引物設計 C過表達SNORA18L5促進成熟的28S 與18S rRNA的合成；D Northern blotting結果表明過表達SNORA18L5促進rRNA的合成 加入Act.D能逆轉這一結果；E 過表達SNORA18L促進單核糖體與多核糖體的合成。

圖5 

A 31位HBV攜帶的肝癌患者的GSEA富集分析發現SNORA18L5的表達與P53富集相;B過表達SNORA18L5抑制P53以及相關基因的表達 C 在p53+/+細胞過表達SNORA18L5抑制細胞凋亡，在p53-/-細胞促進了G1/S期轉化 D，F p53+/+細胞克隆形成能力增強；并且在Huh7和p53-null HCC細胞系Hep3B證實了SNORA18L5的致瘤性。

圖6 

A 過表達或者敲低SNORA18L5，p53 mRNA水平不變；B 放線菌酮（CHX）實驗證實過表達SNORA18L5縮短了P53的半衰期; C 蛋白酶體抑制劑MG132能減SNORA18L5所造成的P53的降解；D SNORA18L5干預MDM2所導致的P53的泛素化； E 敲低MDM2后P53的表達不受SNORA18L5的影響

圖7 

A 在HepG2過表達SNORA18L5使得RPL5與RPL11在胞質中表達降低卻在細胞核里表達上調；B,C在HepG2過表達SNORA18L5使得MDM2與RPL5以及RPL11的內源性的結合能力減弱；D,E RPL5與RPL11是P53穩定性與細胞增殖所必須的