学者首次揭示凋亡细胞及凋亡囊泡

中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员鲍习琛团队与中山大学附属口腔医院教授施松涛团队合作，研究揭示了凋亡细胞从头合成特异L2a/L2b RNA发挥抗病毒功能。近日，相关成果在线发表于《生物活性材料》（Bioactive Materials）。

凋亡细胞从头合成特异L2a/L2b RNA并通过apoVs发挥抗病毒功能。研究团队供图

该研究首次揭示了凋亡细胞及其代谢产物——凋亡囊泡（apoVs），在程序性死亡过程中主动合成多种RNA的全新现象。通过5-乙炔基尿苷代谢标记与点击化学反应技术，应用新生RNA测序，系统绘制了凋亡间充质干细胞（MSCs）及其apoVs的新生转录本图谱。研究发现，凋亡细胞与apoVs从头合成大量与活细胞不同的新生RNA，包括长散在核元件L2a/L2b RNA。凋亡细胞合成RNA依赖于caspase-3/Sp1/RNA聚合酶的信号轴，而凋亡代谢产物apoVs则携带来自凋亡细胞的独特L2a/L2b RNA，具有抵御病毒感染的生物学功能。

细胞凋亡是生命体发育、稳态维持及疾病发生中不可或缺的基本过程。RNA是生命活动的核心大分子之一。传统观点认为，广泛的RNA降解是细胞凋亡的一个标志性特征。然而，凋亡细胞及其代谢产物中是否存在活跃的新生RNA合成，这一过程又具有何种生物学意义，长期以来完全未知。

MSCs已被广泛用于治疗多种疾病，凋亡MSCs产生的apoVs（MSC-apoVs）在治疗骨质疏松症、红斑狼疮、糖尿病等多种疾病上具有与MSCs相似的治疗效果。与外泌体不同，apoVs继承了其亲代细胞的DNA、RNA、蛋白质和脂质，然而apoVs内是否含有凋亡期间新合成的?RNA 以发挥其治疗功能，尚未可知。

该研究以MSCs为模型，发现MSCs及其apoVs能够从头合成并传递凋亡新生RNA的新现象。凋亡MSCs合成与活细胞不同的特异RNA，包括大量非编码RNA如转座元件RNA、假基因RNA和miscRNAs等。凋亡MSCs特异转录的LINE-2a（L2a）和LINE-2b（L2b）RNAs可传递至 apoVs进一步发挥功能。研究探索了凋亡MSCs新生RNA依赖于Caspase-3/Sp1/RNA聚合酶II合成的新机制。研究还发现携带凋亡特异L2a/L2b RNAs的MSC-apoVs通过调节先天免疫稳态，预防水疱性口炎病毒感染的新功能。

该研究首次阐明了细胞在走向死亡的过程中仍能主动合成一系列功能性的RNA，并鉴定出凋亡特异性LINE-2 RNA是介导凋亡代谢产物抗病毒功能的关键分子。这一发现更新了人们对凋亡过程中RNA代谢的认识，不仅揭示了细胞死亡与先天免疫防御间未知的功能连接，更从死亡延续新生的角度诠释了“方生方死，方死方生”的哲学内涵，为未来相关领域的基础研究与转化应用提供了新的技术路径与理论基础。