Forscher schlagen eine „RNAkine“-Nomenklatur zur Benennung extrazellulärer ncRNAs vor

In der Geschichte der RNA-Forschung kann man sofort einen bedeutenden Durchbruch in den Jahren 2007 und 2008 feststellen, als mehrere Gruppen unabhängig voneinander über die Entdeckung intakter nichtkodierender RNA-Sequenzen (ncRNA) im extrazellulären Raum berichteten. Später führte die Entdeckung dieser extrazellulären ncRNAs zu einer Änderung des Anwendungsbereichs der RNA-Studie, von ihrer regulatorischen Rolle innerhalb der Zellen hin zu Signaleigenschaften in der Kommunikation von Zelle zu Zelle.

Extrazelluläre ncRNAs wandern im extrazellulären Raum, indem sie entweder mit extrazellulären Vesikeln (EVs) oder Proteinen assoziieren. Zhang et al. berichteten erstmals über die Signaleigenschaften extrazellulärer miRNAs, indem sie zeigten, wie von Monozyten sezernierte miRNAs über EVs von Endothelzellen des Empfängers aufgenommen werden, in denen sie wie endogene miRNAs fungieren, die die Angiogenese regulieren.

Seitdem verdichten sich die Belege für die bedeutende Rolle extrazellulärer miRNAs bei verschiedenen physiologischen und pathologischen Prozessen. Noch wichtiger ist, dass die Sekretion extrazellulärer ncRNAs nachweislich ein stark regulierter Prozess ist und spezifisch auf verschiedene Arten physiologischer oder pathologischer Reize reagiert. Daher werden extrazelluläre ncRNAs zunehmend als neuartiger Molekültyp betrachtet, der homöostatische Veränderungen zwischen Ursprungs- und Empfängerzellen signalisiert.

Trotz der zunehmenden Anerkennung einzigartiger funktioneller Eigenschaften und Relevanz extrazellulärer ncRNAs mangelt es weiterhin an einer allgemein akzeptierten Terminologie zur eindeutigen Identifizierung dieser Moleküle. Die vorgeschlagenen Begriffe wie EV-RNAs und sekretierte RNAs haben zwar ihre Berechtigung, erfassen jedoch nicht ihre Bedeutung und Eigenschaften als echte Faktoren der interzellulären Kommunikation, was ihr Verständnis komplexer und unsicherer macht.

In einer aktuellen Veröffentlichung in Trends in Endokrinologie und StoffwechselDas Forschungsteam von Prof. Chen-Yu Zhang (Universität Nanjing), Prof. Antonio Vidal-Puig (Universität Cambridge) und Dr. Jing Li (Universität Nanjing) führt eine neue Nomenklatur „RNAkine“ zur Benennung extrazellulärer ncRNAs ein.

Diese einheitliche und unverwechselbare Nomenklatur nutzt das Suffix „-kine“, das ursprünglich Bewegung und Aktion bedeutet, und spiegelt anschaulich die Eigenschaften extrazellulärer ncRNAs als Regulatoren in einer Vielzahl wesentlicher biologischer Prozesse wider.

Sie geben an, dass der Grund für die Prägung dieses neuen Begriffs zunächst in den gemeinsamen biologischen Rollen herkömmlicher Signalmoleküle hinsichtlich ihrer aktiv regulierten Freisetzung und Signalfähigkeit liegt. Noch wichtiger ist, dass extrazelluläre ncRNAs nicht einfach in die Kategorie der herkömmlichen Signalmoleküle eingeordnet werden können, da sie sich in vielen Aspekten von herkömmlichen Signalmolekülen unterscheiden.

Die neue Nomenklatur trägt dazu bei, eine einzigartige, eigenständige Kategorie zu schaffen, die alle Nukleinsäuren umfasst, die in der interzellulären Kommunikation tätig sind, wie z. B. zirkuläre RNAs (circRNAs) und lange nichtkodierende RNAs (lncRNAs). Darüber hinaus signalisieren extrazelluläre ncRNAs Empfängerzellen auf andere Weise. Sie fungieren als endogene ncRNAs und zielen gleichzeitig auf verschiedene Komponenten biologischer Netzwerke ab, was zu koordinierten und integrierten Reaktionen führt.

Noch wichtiger ist, dass der Begriff „RNAkine“ ihre unterschiedliche, aber gleichzeitig abhängige Rolle mit herkömmlichen Signalmolekülen bei der Beteiligung an bestimmten physiologischen Prozessen oder Krankheiten hervorhebt. Die aktuellen Erkenntnisse deuten stark darauf hin, dass RNAkine und konventionelle Signalmoleküle gemeinsam und hierarchisch agieren.

Herkömmliche Signalmoleküle dienen häufig der zentralen Steuerung der Homöostase des gesamten Körpers. Leptin passt beispielsweise die Nahrungsaufnahme und die Energiespeicher als Reaktion auf die Gesamtenergiebilanz des Körpers an. Vom Wirt stammende Zytokine können das Immunsystem während der Tumorentstehung steuern, um die Tumorbildung zu unterdrücken.

Im Gegensatz dazu unterstützen RNAkine typischerweise die Funktionalität lokaler Gewebe. Ein typisches Beispiel ist, dass braunes Fettgewebe (BAT) als Reaktion auf Kälteherausforderungen RNAkine sendet, um Treibstoff für die Thermogenese zu rekrutieren. Die differenzierten hierarchischen Rollen konventioneller Signalmoleküle und RNAkine sollten weiter untersucht werden, und der Begriff „RNAkine“ kann dabei helfen, auf deren unterschiedlichen regulatorischen Maßstab in einem bestimmten biologischen Prozess hinzuweisen.

Zusammenfassend können extrazelluläre RNAs, die aktiv freigesetzt werden und über Signalfunktionen in der Zell-zu-Zell-Kommunikation verfügen, als RNAkine identifiziert werden. Diese Nomenklatur bietet eine präzise Definition extrazellulärer RNAs, fördert den Konsens und birgt das Potenzial für eine breite Akzeptanz in der wissenschaftlichen und klinischen Gemeinschaft.