本站訊（通訊員 武杉）長非編碼RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是一類長度大於200 nt的非編碼RNA，它們不翻譯成蛋白質而是以RNA的形式在眾多生理過程中發揮重要功能。研究真核細胞中lncRNA的功能可能發掘調控生理過程的新規律和新機制，將從不同於蛋白質編碼基因的角度注釋和闡明基因組的結構與功能。lncRNA與蛋白質相互作用是其發揮功能的重要分子基礎，研究lncRNA與蛋白質相互作用是探索其未知功能和機制的重要途徑，對了解lncRNA未知的生理功能和相關分子機制至關重要。
近日，Nature Communications雜誌在線發表了藥學院陳瑞冰教授與北京大學醫學部張寧教授合作團隊題為：Interactome Analysis Reveals that LncRNA HULC Promotes Aerobic Glycolysis through LDHA and PKM2的最新研究論文。該研究建立了基於定量質譜分析的lncRNA相互作用蛋白檢測的新方法，並利用該方法發現lncRNA HULC通過直接結合糖酵解代謝酶乳酸脫氫酶A（LDHA）和丙酮酸激酶M2型（PKM2）促進肝癌細胞有氧糖酵解的新機制。
該研究利用tobramycin親和純化結合SILAC定量質譜檢測建立了檢測細胞內lncRNA相互作用蛋白的實驗方法TOBAP-MS，實現對目標lncRNA的相互作用蛋白組的富集和高通量鑑定，並在此基礎上構建了lncRNA HULC相互作用蛋白網絡。TOBAP-MS為研究細胞內lncRNA相互作用蛋白組提供了新的技術手段。
研究發現lncRNA HULC通過與糖酵解通路的兩個關鍵酶LDHA和PKM2相互作用參與細胞糖酵解代謝通路的調控。細胞代謝重編程是癌症的重要特徵之一，腫瘤細胞在有氧環境下仍然維持較高的糖酵解水平，稱為瓦博格效應。有氧糖酵解為腫瘤細胞的快速和持續增殖提供了必要的物質基礎。作者通過一系列細胞生物學與分子生物學實驗發現HULC可以直接結合LDHA和PKM2，並影響其細胞定位、磷酸化水平及其酶活性。進一步研究發現HULC作為一個銜接分子，促進LDHA、PKM2與其上遊激酶成纖維細胞生長因子受體FGFR1的結合，進而使FGFR1調控的LDHA和PKM2的磷酸化水平升高，從而影響其催化活性。研究還通過細胞和體內實驗，證明HULC通過調節糖酵解和氧化磷酸化之間的平衡促進肝癌增殖。
綜上所述，本研究闡明長非編碼RNA HULC調控有氧糖酵解的生理功能和分子調控機制。過去針對lncRNA的研究工作往往側重於lncRNA通過調控基因表達參與細胞過程，而本研究則發現lncRNA分子能夠直接與代謝酶相互作用參與調控腫瘤代謝重編程，為解析這類分子的功能與相關分子機制提供了新的證據。
博士研究生王春晴、李詠梅教授和碩士研究生嚴帥為本文共同第一作者，陳瑞冰教授、張寧教授為本文通訊作者。
原文連結：https://www.nature.com/articles/s41467-020-16966-3
（編輯 焦德芳 陳錚傑）