表观转录组修饰在调控RNA的稳定性、定位和功能方面起着关键作用。最近，糖基化也被发现是一种RNA修饰，尽管其功能意义仍不清楚。近日，发表在Nature Cell Biology杂志的一篇文章报道，在哺乳动物细胞中通过使用N-叠氮乙酰半乳糖胺-四酰化生物正交探针进行代谢标记，发现了一类小型、非编码、糖修饰的RNA（glycoRNAs），其具有非同寻常的稳定性，这种稳定性来自于其对RNase的抗性。这些glycoRNAs主要作为内腔货物存在于外泌体中，与最近报道的细胞表面glycoRNAs有所不同。重要的是，外泌体中的glycoRNAs可以转移到其他细胞中，突显其在细胞间RNA通信中的作用。抑制外泌体生成会导致细胞内glycoRNAs的积累，而阻断糖链向蛋白质的转移会减少glycoRNAs被分选到外泌体中的数量。这些发现表明，蛋白质与RNA的糖基化之间可能存在调控关联，影响外泌体货物的选择。该研究支持糖基化在RNA靶向外泌体中的功能作用，并揭示了外泌体在诊断和RNA治疗应用中的潜在途径。
化学修饰在细胞内生物分子分选的精密管理中起着至关重要的作用，确保多种分子的精准定位。大量研究已经对磷酸化、乙酰化和糖基化等修饰进行了系统的表征，并深入揭示了它们在引导蛋白质至特定细胞区室中的作用。然而，与之形成鲜明对比的是，控制核酸分选的复杂化学修饰语言仍然大多未被探索。RNA修饰早已被证明可以影响编码和非编码RNA的命运与功能。其中最为表征清楚的修饰是7-甲基鸟苷（m7G）帽，它附加在几乎所有mRNA的5′端，能够保护mRNA并使其参与核糖体翻译。另一种常见的修饰是N6-甲基腺苷（m6A），它影响约30%的mRNA，并对mRNA的稳定性、定位以及翻译产生影响。
人们发现了一类装饰在RNA 5′端的非典型帽的多样家族，其中包括核苷酸代谢物，如烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）、去磷酸辅酶A（dpCoA）、UDP-葡萄糖（UDP-Glc）和UDP-N-乙酰葡萄糖胺（UDP-GlcNAc）。目前，除NAD和FAD帽以外，大多数这些非典型帽的功能仍不清楚。研究表明，NAD和FAD帽可以促进真核生物中RNA的快速降解，并被T4噬菌体用于细菌翻译机器的RNA化过程。值得注意的是，研究显示丙型肝炎病毒RNA的5′-FAD帽能够保护病毒RNA免受视黄酸诱导基因-I介导的先天免疫识别。
最近，人们在细胞表面发现了带有糖分子的RNAs（glycoRNAs），即修饰有糖分子的小RNA，这为理解RNA在细胞内环境之外的功能性开辟了新途径。这些glycoRNAs因其独特的生化特性，被认为在包括免疫反应和基因表达调控在内的细胞过程中发挥着关键作用。该研究发现，glycoRNAs存在于细胞外的外泌体中，这表明一种复杂的分选机制可能利用糖基化作为外泌体包装的决定性因素。这一关于外泌体货物选择的见解，不仅与外泌体RNA（exRNA）作为潜在疾病生物标志物的研究趋势相一致，还突显了调控RNA运输和功能的复杂网络。
该研究提出，RNA的糖基化可以作为其被选入外泌体的选择信号，从而影响细胞间传递的信息内容，并可能调节接受细胞的行为。这些发现为日益增多的证据提供了支持，即外泌体RNA，特别是与质膜相关的RNA，是复杂细胞间通信网络中的重要组成部分，并可能为开发此前未被充分认识的诊断和治疗策略提供关键线索。
该研究的主要发现包括：
l发现外泌体中的糖基修饰RNA (glycoRNA)
研究首次在外泌体中发现糖基修饰RNA，这些glycoRNA与细胞表面已报道的glycoRNA不同，主要作为内腔货物存在于外泌体中。
lglycoRNA的稳定性和抗核酸酶特性
glycoRNA表现出对RNase的显著抗性，这种稳定性可能与其糖基修饰有关，从而增强了RNA的稳定性。
lglycoRNA的细胞间通信功能
外泌体中的glycoRNA可以转移到接受细胞中，表明其可能在细胞间通信中发挥重要作用，影响接受细胞的行为。
l糖基化与外泌体货物分选的关系
研究表明，RNA的糖基化可能作为选择信号，决定RNA是否被分选到外泌体中，与蛋白质糖基化在外泌体货物选择中的作用相呼应。
l外泌体glycoRNA的种类和分布
通过纳米孔测序发现，外泌体中的glycoRNA主要是小RNA，包括小核糖体RNA (snRNA)、小核仁RNA (snoRNA)、vault RNA和Y RNA，这些RNA与细胞内小RNA种类高度一致。
l通过糖基化调控glycoRNA的释放
抑制外泌体生成（如通过HGS敲低或抑制剂GW4869和Manumycin-A）会导致glycoRNA在细胞内积累，表明外泌体介导的分泌是其主要释放途径。
lRNA糖基化的潜在机制
研究证实UDP-GalNAc是RNA糖基化的生化前体，而阻断蛋白质糖基化（如使用NGI-1抑制OST）也会减少RNA糖基化，表明蛋白质和RNA的糖基化可能共享相似的调控路径。
l与细胞分化和细胞类型相关的glycoRNA模式
在诱导神经分化的研究中发现，不同分化状态的细胞（如iPSCs和诱导神经细胞iNs）中，glycoRNA的分布模式不同，提示其可能与细胞状态有关。
EV中RNA的糖基化修饰分析
该研究揭示了glycoRNA在外泌体中的存在及其潜在的生物学功能，拓展了对RNA糖基化的理解。研究表明，glycoRNA的糖基修饰可能在外泌体中起着靶向分选的信号作用，从而影响细胞间的通信。这一发现为RNA在胞外环境中的功能提供了新视角，也揭示了RNA糖基化可能与蛋白糖基化共享调控路径。通过抑制蛋白糖基化（如NGI-1抑制剂）和外泌体生成（如HGS敲低），研究进一步验证了糖基修饰对RNA分选至外泌体的调控作用。
此外，研究发现外泌体中的glycoRNA种类丰富，主要集中于小RNA（如snoRNA、snRNA等），且其稳定性可能与糖基化修饰相关。与细胞内RNA相比，外泌体RNA表现出更高的糖基修饰水平，这表明外泌体可能是glycoRNA的一种优先分选和释放途径。
重要的是，研究表明glycoRNA不仅稳定且对核酸酶具有抗性，还能够通过外泌体传递至接受细胞，提示其在基因表达调控和细胞间通信中的潜在功能。该研究不仅为外泌体RNA的功能和分选机制提供了新见解，还为开发基于glycoRNA的诊断和治疗策略提供了新的研究方向。未来需进一步探索glycoRNA的具体作用机制及其在疾病中的应用潜力。
文献：
Sharma, S., et al. (2025). "Extracellular exosomal RNAs are glyco-modified." Nat Cell Biol 27(6): 983-991.
