長鏈非編碼核糖核酸 ( long non-coding RNA, 簡稱 lncRNA) 長度約在 200 到 10000 個鹼基左右。它並不會轉錄出蛋白質，而多數在細胞核裡扮演調控基因表現重要的角色。隨著次世代基因定序的發展，細胞內更多的 lncRNA 逐漸被發現。如果能了解它調控細胞活動的方式，或許在未來可以成為治療疾病的一個突破點，而相關的研究也如雨後春筍般蓬勃發展。
最近，加州大學針對一個叫做 Pinky ( Pnky， 原命名 lnc-pou3f2 ) 的 lncRNA 進行研究了解它調控細胞分化的機制。Pinky 存在神經幹細胞內，尤其是在胚胎大腦皮質的腦室區 (ventricular zone, VZ ) 以及成人的腦室－腦室下區 ( ventricular-subventricular zone, V-SVZ )中的神經幹細胞裡。先前的研究發現，某些 lncRNA (如 Dlx1as 和 Six3os ) 被抑制時，神經形成 ( neurogenesis ) 會減少，而 Pinky 在被抑制時，反而會促進神經形成。
為解明此現象背後的機制，研究團隊仔細比較了神經幹細胞 ( neural stem cells, NSCs )、暫時快速增長細胞 ( transit-amplifying cells, TA cells) 與神經母細胞 ( neuroblasts ) 內 Pinky 和其他蛋白質的表現量。一般來說，神經幹細胞除了會複製、自我更新之外，還會分化成 TA 細胞，而 TA 細胞會進一步分化成神經母細胞，進而遷移到嗅球，分化成 interneuron。在神經幹細胞的細胞核中，Pinky 的表現量最多，其次為 TA 細胞，在神經母細胞中表現最少。Pinky 這段 lncRNA 被轉錄出來後，會留在細胞核中和 PTBP-1 ( polypyrimidine track-binding protein 1 ) 交互作用，影響 RNA 剪接，進而影響神經細胞的分化。當 Pinky 和 PTBP-1 被抑制時，另一個蛋白質 PTBP-2 的表現則會上升，進而幫助神經細胞的分化和維持它的活性，最後產生許多神經元。雖然 Pinky 和 PTBP-1 的互動機制並沒有被完全闡明，此研究已經證實了 Pinky 在神經細胞分化中的重要性。將來的研究方向將會著重在了解 Pinky 和 PTBP-1 的交互作用機制，以及他們在細胞癌化和細胞生成中所扮演的角色。
圖1為腦區內Pnky 主要分佈的區域以及其濃度對神經幹細胞分化的影響。研究團隊發現Pnky 會與 PTBP-1 蛋白交互作用影響神經幹細胞 mRNA的表達以及其剪接。doi:10.1016/j.stem.2015.02.007
參考資料：
- Ramos, A. D., Andersen, R. E., Liu, S. J., Nowakowski, T. J., Hong, S. J., Gertz, C., . . . Lim, D. A. (2015). The long noncoding RNA Pnky regulates neuronal differentiation of embryonic and postnatal neural stem cells. Cell Stem Cell, 16(4), 439-447. doi:10.1016/j.stem.2015.02.007
修訂 | 林偉強
