这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是对该研究的学术报告：

作者及研究机构

本研究的主要作者包括Peiyuan Chai、Jonathan Perr、Lauren Kageler、Charlotta G. Lebedenko、Joao M.L. Dias、Eliza Yankova、Jeffrey D. Esko、Konstantinos Tzelepis和Ryan A. Flynn。他们分别来自波士顿儿童医院干细胞项目与血液学/肿瘤学部门、剑桥大学Wellcome-MRC干细胞研究所、剑桥大学血液学系、加州大学圣地亚哥分校细胞与分子医学系、哈佛大学干细胞与再生生物学系以及哈佛干细胞研究所。研究于2024年7月25日发表在bioRxiv预印本平台上。

学术背景

该研究的主要科学领域是细胞表面糖生物学和信号转导。研究团队通过全基因组敲除筛选，发现硫酸乙酰肝素（heparan sulfate, HS）在细胞表面糖基化RNA（glycorna）和细胞表面RNA结合蛋白（cell surface RNA binding proteins, csRBPs）的组织机制中起着关键作用。硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（heparan sulfate proteoglycans, HSPGs）是细胞表面糖缀合物的重要组成部分，能够通过与生长因子、细胞因子、趋化因子等相互作用，调控细胞外信号转导。然而，细胞表面RNA如何参与这一过程尚不明确。因此，本研究旨在揭示glycorna、csRBPs和HSPGs在细胞表面信号转导中的分子机制，特别是其在血管内皮生长因子（VEGF）信号通路中的作用。

研究流程

研究流程包括以下几个主要步骤：

1. Siglec-11与细胞表面RNA的结合验证
   研究团队首先验证了Siglec-11（一种唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素）与细胞表面RNA的结合。通过RNA酶处理，发现Siglec-11的结合能力显著降低，表明其结合依赖于细胞表面RNA。此外，通过共聚焦显微镜和细胞表面RNA标记实验，证实Siglec-11与glycorna在细胞表面共定位。

2. 全基因组敲除筛选
   研究团队使用CRISPR-Cas9技术对Molm-13细胞进行了全基因组敲除筛选，以寻找影响glycorna-csRBPs簇形成的基因。筛选结果显示，硫酸乙酰肝素生物合成相关基因（如EXT1、EXT2和UXS1）在glycorna-csRBPs簇的形成中起关键作用。

3. EXT2敲除实验
   为了验证硫酸乙酰肝素在glycorna-csRBPs簇形成中的作用，研究团队在U2OS细胞中敲除了EXT2基因。结果显示，EXT2敲除导致glycorna-csRBPs簇的完全消失，而EXT2的野生型恢复实验则能够重建这一簇。此外，硫酸乙酰肝素链的酶切实验也证实了成熟HS链对glycorna-csRBPs簇形成的重要性。

4. 硫酸化修饰的作用
   研究团队进一步探讨了硫酸乙酰肝素链的硫酸化修饰在glycorna-csRBPs簇形成中的作用。通过敲除NDST1、HS6ST1和HS2ST1基因，发现6-O-硫酸化在glycorna-csRBPs簇的形成中起关键作用。此外，外源性添加高6-O-硫酸化的HS链能够显著增强glycorna-csRBPs簇的形成。

5. VEGF信号通路的调控
   研究团队在人类脐静脉内皮细胞（HUVECs）中研究了glycorna-csRBPs簇对VEGF信号通路的调控作用。结果显示，RNA酶处理导致VEGF-A165诱导的ERK磷酸化水平显著增加，表明glycorna-csRBPs簇能够抑制VEGF-A165的信号转导。此外，VEGF-A165能够直接与细胞表面RNA结合，并且在体外实验中与glycorna选择性相互作用。

主要结果

1. Siglec-11与细胞表面RNA的结合
   RNA酶处理显著降低了Siglec-11的结合能力，证实其结合依赖于细胞表面RNA。共聚焦显微镜和细胞表面RNA标记实验显示，Siglec-11与glycorna在细胞表面共定位。

2. 全基因组敲除筛选
   筛选结果显示，硫酸乙酰肝素生物合成相关基因（如EXT1、EXT2和UXS1）在glycorna-csRBPs簇的形成中起关键作用。

3. EXT2敲除实验
   EXT2敲除导致glycorna-csRBPs簇的完全消失，而EXT2的野生型恢复实验则能够重建这一簇。硫酸乙酰肝素链的酶切实验也证实了成熟HS链对glycorna-csRBPs簇形成的重要性。

4. 硫酸化修饰的作用
   6-O-硫酸化在glycorna-csRBPs簇的形成中起关键作用。外源性添加高6-O-硫酸化的HS链能够显著增强glycorna-csRBPs簇的形成。

5. VEGF信号通路的调控
   RNA酶处理导致VEGF-A165诱导的ERK磷酸化水平显著增加，表明glycorna-csRBPs簇能够抑制VEGF-A165的信号转导。VEGF-A165能够直接与细胞表面RNA结合，并且在体外实验中与glycorna选择性相互作用。

结论

本研究揭示了硫酸乙酰肝素在细胞表面glycorna-csRBPs簇形成中的关键作用，并阐明了其通过6-O-硫酸化调控VEGF信号转导的分子机制。研究结果表明，细胞表面RNA不仅能够通过与HSPGs的相互作用调控信号转导，还能够直接与生长因子（如VEGF-A165）结合，从而影响细胞内的信号通路。这一发现为理解细胞表面RNA在信号转导中的作用提供了新的视角，并为相关疾病的治疗提供了潜在靶点。

研究亮点

1. 重要发现
   研究首次揭示了硫酸乙酰肝素在细胞表面glycorna-csRBPs簇形成中的关键作用，并阐明了其通过6-O-硫酸化调控VEGF信号转导的分子机制。

2. 方法创新
   研究团队开发了全基因组敲除筛选和细胞表面RNA标记技术，为研究细胞表面RNA的功能提供了新的实验手段。

3. 研究对象的特殊性
   研究聚焦于细胞表面RNA在信号转导中的作用，这一领域此前尚未得到充分研究。

其他有价值的内容

研究还发现，VEGF-A165能够直接与细胞表面RNA结合，并且在体外实验中与glycorna选择性相互作用。这一发现为理解生长因子与细胞表面RNA的相互作用提供了新的线索。