Mol Cell | Polysome profiling应用：东南大学高山团队揭示ICAM1 mRNA的肿瘤抑制新功能

分子生物学的中心法则阐述了遗传信息从DNA流向mRNA再到蛋白质的过程，明确了mRNA作为蛋白质合成模板的核心地位。然而，非编码RNA的发现极大地丰富和挑战了我们对基因表达调控的传统认知。

尽管如此，我们对RNA分类和功能的理解仍存在显著空白。近年来研究发现，一些传统上被认为是编码蛋白的mRNA，在特定细胞或组织中也展现出非编码功能。

ICAM1作为一个经典的癌基因，被认为促进肿瘤进展，但也有报道称其在某些癌症中发挥抑癌作用，其双重角色的分子机制尚不清楚。因此，探究mRNA是否能在同一细胞中独立于其编码的蛋白质发挥功能，以及如何发挥功能，是当前RNA生物学领域一个重要且悬而未决的问题。

2026年1月22日，东南大学高山团队在Molecular Cell上发表了一篇题为“ICAM1 mRNA entraps ILF2/ILF3 to inhibit transcription of EIF4E and global protein synthesis”的论文。该研究发现ICAM1 mRNA作为一种非编码RNA，能够抑制细胞增殖，这与其编码蛋白促增殖的功能完全相反。

文章索引

【标题】ICAM1 mRNA entraps ILF2/ILF3 to inhibit transcription of EIF4E and global protein synthesis

【发表期刊】 Molecular Cell

【发表日期】 2026年1月22日

【作者及团队】东南大学高山团队

【IF】16.6

研究结果

一、ICAM1的mRNA和蛋白功能相反，其mRNA独立发挥抑癌作用

通过CRISPR-Cas9技术敲除（KO）ICAM1蛋白会抑制细胞增殖，而通过shRNA敲低（KD）ICAM1 mRNA则显著促进细胞增殖。

进一步在蛋白敲除的细胞中敲低其mRNA，同样观察到增殖加速，这直接证明了ICAM1 mRNA本身具有独立于其编码蛋白的抑制细胞增殖的功能。

二、ICAM1 mRNA与反义转录本ICAM1-AS形成dsRNA发挥非编码功能

通过生物信息学分析、RNA pull-down和RNA免疫共沉淀（RIP）等实验证实，ICAM1 mRNA在细胞核内与其天然反义转录本ICAM1-AS通过3' UTR区域互补配对，形成稳定的双链RNA（dsRNA）结构。

二者在表达上相互稳定，并协同发挥抑制细胞增殖的功能。

三、ICAM1/ICAM1-AS dsRNA通过结合ILF2/ILF3复合物调控细胞增殖

利用RNA pull-down结合质谱分析，发现ICAM1/ICAM1-AS dsRNA能够特异性结合dsRNA结合蛋白复合物ILF2/ILF3。

功能实验表明，ICAM1/ICAM1-AS对细胞增殖的抑制作用依赖于ILF3，证明该dsRNA通过捕获ILF2/ILF3来发挥其生物学功能。

四、ICAM1/ICAM1-AS dsRNA竞争性抑制ILF2/ILF3的DNA结合能力

通过CUT&Tag和EMSA等实验发现，ICAM1/ICAM1-AS dsRNA的存在显著抑制了转录因子ILF2/ILF3与全基因组DNA（特别是启动子区域）的结合。

这种抑制效应具有长度依赖性，长的ICAM1/ICAM1-AS dsRNA比短dsRNA的竞争抑制能力更强。

五、ICAM1/ICAM1-AS通过ILF2/ILF3-EIF4E轴抑制全局翻译

综合CUT&Tag和转录组学分析发现，ILF2/ILF3是翻译起始因子EIF4E的转录激活因子。

ICAM1/ICAM1-AS dsRNA通过诱捕ILF2/ILF3，解除了其对EIF4E启动子的结合与激活，从而下调EIF4E表达。

Polysome profiling多聚核糖体分析结合转录组测序和蛋白新生合成实验证实，这最终导致了全局蛋白质合成水平的降低和细胞增殖的抑制。

六、ICAM1/ICAM1-AS在肺癌中协同下调且独立于其蛋白表达

对TCGA数据库和临床样本的分析显示，在肺癌组织中，ICAM1 mRNA和ICAM1-AS的表达水平显著协同下调，而ICAM1蛋白的表达水平却异常升高，且mRNA与蛋白水平之间无显著相关性。

这揭示了ICAM1/ICAM1-AS-ILF2/ILF3调控轴在肺癌发生发展中的复杂作用和重要的临床指示意义。

总结

总之，本研究揭示了ICAM1 mRNA通过与其反义链形成dsRNA来隔离转录因子ILF2/ILF3，进而调控下游基因转录和全局翻译的全新分子机制。该发现不仅揭示了mRNA独立于其编码产物的非经典功能，也为理解基因功能、解读RNAi与CRISPR实验结果的差异性提供了新的视角。