研究背景与发现

 

近日，一篇发表在国际杂志《Nature Communications》上的研究报告中，来自中国延边大学等机构的科学家们揭示了转移RNA衍生片段（tRFs）中的一种特定类型——5’-tRH-GlyGCC，在癌症进展过程中的合成过程及其关键作用。该研究题为“5′-tRNAGly(GCC) halves generated by IRE1α are linked to the ER stress response”，展示了这种RNA片段如何通过与剪接因子相互作用来调节基因表达、选择性剪接和信使RNA的加工过程。

 

#### tRNA衍生片段（tRFs）概述

 

tRFs是大多数生物体内存在的一种小型分子，当某些tRFs在特定位点被酶类切割时就会产生tRHs或tRNA半体。尽管tRFs能发挥多种生物学功能，但对其合成的过程知之甚少。为了填补这一知识空白，研究人员分析了诸如tRHs等特定tRFs的生物发生和功能，相关研究结果为开发新型癌症疗法提供了新的希望，并可能引入改善临床治疗结局的潜在生物标志物。

 

#### 研究方法与技术

 

这项研究的灵感来自于2010年的一个偶然发现，当时研究人员注意到卵巢癌样本中高水平的小RNA片段衍生自特定的tRNAs，而非预期的microRNAs。为了进一步调查这些片段在癌症发生过程中的作用，研究人员结合尖端分子和生化技术进行了深入研究：

 

- **纳米孔测序**：用于分析转录组学特征。

- **选择性剪接试验**：评估RNA片段对基因表达的影响。

- **蛋白质-RNA相互作用分析**：研究5’-tRH-GlyGCC与参与剪接过程的异质核内核糖核蛋白（HNRNP）之间的相互作用。

- **体外实验**：分析癌细胞增殖的变化。

- **体内异种移植小鼠模型**：评估靶向5’-tRH-GlyGCC的治疗潜力。

 

#### 主要研究成果

 

- **IRE1α介导的切割**：研究发现，在内质网压力下，肌醇酶1α（IRE1α）能分裂tRNAGly(GCC)，从而产生5’-tRH-GlyGCC。

- **影响剪接和mRNA加工**：5’-tRH-GlyGCC在选择性剪接和信使RNA异构体调节过程中扮演着关键角色，影响参与癌症进展的基因表达。

- **与HNRNP蛋白相互作用**：5’-tRH-GlyGCC能与调节剪接过程的HNRNP蛋白相互作用。

- **抑制肿瘤生长**：体外实验表明，调节5’-tRH-GlyGCC水平显著影响癌细胞增殖；在异种移植小鼠模型中，利用反义寡核苷酸（ASOs）抑制这种RNA片段会导致肿瘤消退。

 

#### 潜在应用

 

- **早期检测标志物**：5’-tRH-GlyGCC水平可以通过RT-PCR在血液样本中检测到，类似于冠状病毒的检测，这使得其成为早期阶段癌症检测的特殊生物标志物。

- **治疗干预靶点**：由于其在肿瘤生长中的作用，5’-tRH-GlyGCC成为一个非常有希望的治疗干预措施靶点。

 

#### 未来展望

 

研究者Lee教授表示，阻断这些tRNA片段在小鼠模型中导致了肿瘤消退，他们正在探索如何将ASOs运输到人类细胞中，以实现临床应用。本文研究强调了5’-tRH-GlyGCC作为癌症的特殊生物标志物的潜力，并探索了其作为治疗性靶点的可能性。随着反义寡核苷酸疗法所带来的有希望的治疗结果，这一研究发现为癌症疗法的突破性进展铺平了道路。

 

综上所述，IRE1α所产生的5’-tRH-GlyGCC在细胞适应性内质网压力中具有进化上保守的功能，这一发现不仅加深了我们对RNA和癌症生物学的理解，也为开发新型诊断工具和治疗策略提供了新的方向。