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tRNA是细胞内含量第二高的nc RNA,在结构与功能上具有高度保守性,是一类重要的看家nc RNA。t RNA主要的生物学功能是作为氨基酸的运载工具,参与蛋白质的合成。ts RNA是指在特定细胞或组织中t RNA经特定酶切后产生的片段。ts RNA在很多组织或细胞中呈特异性表达,并且具有多种生物学功能,如翻译调控,表观遗传,疾病与感染,细胞应激等,在疾病的发生发展过程中也发挥着重要的作用。ts RNA还具有作为疾病早期诊断分子标志物及药物靶标的应用潜力。肺癌是全球范围内发病率与死亡率最高的恶性肿瘤之一。近年来,有研究发现ts RNA参与肺癌的发生。肺癌细胞的ts RNA的表达水平较正常细胞发生了明显的变化,ts RNA能够改变肺癌细胞的生物学特性,影响肿瘤的治疗与预后。本实验室前期研究证实在非小细胞肺癌H460﹑H1299细胞中高表达的mi R-4454是不存在的,而是一段与t RNAHis3’端序列相同的16nt的RNA,并证明了Dicer酶在体内参与了16nt ts RNAHis的产生。本研究目的:进一步探索研究ts RNAHis的生物学功能,包括16nt ts RNAHis在非小细胞肺癌H460细胞中的生物学功能以及本实验中发现的t RNAHis衍生的半分子（t RNA halves）在H460细胞中的产生条件及生物学功能。首先,我们开展了16nt ts RNAHis生物学功能研究。H460细胞过表达16nt ts RNAHis,经转录组测序及基因功能分析,提示16nt ts RNAHis有可能在DNA错配修复、细胞周期调控及DNA复制等过程中发挥功能。MTT实验证实了转染16nt ts RNAHis96小时后,H460细胞增殖在一定程度上有所增加,且单双链16nt ts RNAHis具有类似的效果。Transwell实验与划痕实验结果表明,16nt ts RNAHis能够促进细胞迁移与侵袭能力。流式细胞术检测16nt ts RNAHis对细胞凋亡的影响,发现H460细胞过表达16nt ts RNAHis后凋亡细胞略有减少。利用q PCR检测了转染了16nt ts RNAHis24小时后细胞中四种干细胞相关基因NANOG﹑KLF4﹑OCT4与SOX2的表达情况,发现NANOG﹑KLF4﹑OCT4的表达均有不同程度的减少。然后,我们探讨了tRNAHishalves的产生条件及生物学功能。首先观察了在不同刺激条件下诱导H460细胞产生t RNAHishalves的情况。Northern blot结果显示,细胞在高温,低温与缺氧状态下皆能够产生t RNAHishalves。随后将人工合成的t RNAHishalves转染H460细胞,分别检测细胞增殖、迁移、侵袭与凋亡情况,发现转染单链3’t RNAHishalves 72小时内细胞增殖变化不明显,有一定的抑制细胞凋亡趋势,但是细胞的迁移和侵袭能力明显增强;转染5’t RNAHishalves具有类似现象,但是细胞的侵袭能力没有显著提升。转染两种t RNAHishalves 96小时后细胞增殖皆出现一定抑制。有趣的是,我们利用q PCR检测了转染了单链t RNAHishalves 24小时后细胞中四种干细胞相关基因NANOG﹑KLF4﹑OCT4与SOX2的表达情况,发现除了SOX2降低以外,其他三种基因m RNA表达水平均有不同程度的上升,且单链3’t RNAHishalves的作用效果强于5’t RNAHishalves。进一步观察了不同刺激条件下产生t RNAHishalves的H460细胞中四种干细胞相关基因NANOG﹑KLF4﹑OCT4与SOX2的表达情况,结果显示在16℃低温及Co Cl2所致缺氧状态下细胞内干细胞相关基因NANOG﹑OCT4与SOX2 m RNA的表达水平均有不同程度的提高。细胞成球实验显示单链t RNAHishalves能够增强H460细胞的成球能力。同时在HUVEC细胞中转染单链t RNAHishalves 24小时后,细胞中KLF4与OCT4的表达水平也出现了上升。总结来说,本研究对t RNAHis衍生的ts RNAs在H460细胞中的生物学功能进行了初步研究。首先证实了16nt ts RNAHis能够促进H460细胞的增殖﹑迁移与侵袭,抑制细胞凋亡;其次,观察到单链t RNAHishalves具有明显促进细胞迁移与侵袭的作用。首次发现单链t RNAHishalves能够使H460细胞内干性相关基因NANOG﹑OCT4与KLF4的表达增强。高温,低温与缺氧条件下均能诱导H460细胞内产生t RNAHishalves;16℃低温及Co Cl2所致缺氧能够明显促进干性相关基因NANOG、OCT4与SOX2 m RNA的表达,并且单链t RNAHishalves能够促进H460细胞的成球。同时在HUVEC细胞中我们也发现了单链t RNAHishalves能够促进OCT4与KLF4的表达。以上结果说明t RNAHishalves可能与细胞干性有密切关系。