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客户文章
tRNA修饰测序揭示tRNA m1A修饰通过调控铁死亡促进三阴性乳腺癌进展

研究背景 tRNA 第 58 位高度保守的 m¹A 修饰由 TRMT6-TRMT61A 添加,近年被发现与多种肿瘤相关,但它在三阴性乳腺癌中的作用一直不明确。该成果于 2025 年 12 月发表于《Advanced Science》(IF: 14.1),研究中的 m¹A tRNA MeRIP-seq 由数谱生物提供技术服务。

tRNA 第 58 位高度保守的 m¹A 修饰由 TRMT6-TRMT61A 添加,近年被发现与多种肿瘤相关,但它在三阴性乳腺癌中的作用一直不明确。 2025
研究速览
期刊与年份:《Advanced Science》(IF: 14.1),2025 年 12 月
研究团队:郑州大学附属肿瘤医院团队
主要结论:一、TRMT6 在 TNBC 中高表达且预示不良预后。
该成果于 2025 年 12 月发表于《Advanced Science》(IF: 14.1),研究中的 m¹A tRNA MeRIP-seq 由数谱生物提供技术服务。

研究背景

三阴性乳腺癌(TNBC)是乳腺癌中侵袭性最强的亚型,增殖快、易转移、预后差。由于缺乏雌激素受体、孕激素受体与 HER2 表达,治疗选择有限,转移性患者的中位生存期只有 12–15 个月,寻找新靶点的需求很迫切。tRNA 第 58 位高度保守的 m¹A 修饰由 TRMT6-TRMT61A 添加,近年被发现与多种肿瘤相关,但它在三阴性乳腺癌中的作用一直不明确。

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研究设计与方法

郑州大学附属肿瘤医院团队把上游的表观遗传调控与下游的翻译、代谢串起来研究:先分析 TRMT6 的表达模式与临床相关性,再通过敲除与过表达观察细胞表型;随后用 ChIP 系列实验寻找上游调控因子,并把 m¹A tRNA MeRIP-seq(tRNA 修饰测序)、Ribo-seq、RNA-seq 与 DIA 蛋白质谱结合起来定位下游靶点,最后用铁死亡激动剂 RSL3 与体内成瘤实验验证机制。该成果于 2025 年 12 月发表于《Advanced Science》(IF: 14.1),研究中的 m¹A tRNA MeRIP-seq 由数谱生物提供技术服务。

主要发现

一、TRMT6 在 TNBC 中高表达且预示不良预后。数据库分析显示 TRMT6 mRNA 在乳腺癌组织、尤其是 TNBC 中明显上调(图1A);KM 生存分析表明高表达者预后更差(图1B);RT-qPCR 与 Western blot 在组织与细胞系中验证了这一点(图1C);Dot blot 显示 TNBC 组织里 tRNA 上的 m¹A 修饰增加(图1D)。

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图1. A. TRMT6在TNBC中上调。B. TRMT6高表达与预后差密切相关。C. RT-qPCR验证TRMT6在TNBC上调。D. Dot blot显示tRNA m1A修饰在TNBC升高。

二、TRMT6 改变 TNBC 细胞表型。在 MDA-MB-231 与 Hs578T 中过表达 TRMT6,细胞增殖与迁移侵袭增强、凋亡受抑、细胞周期推进(图2A);用 siRNA 干扰后则增殖与迁移受抑、凋亡增加并出现 G0/G1 阻滞(图2B)。

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图2. A. TRMT6过表达促进TNBC细胞CRC细胞增殖,抑制凋亡,促进细胞周期,促进转移侵袭;B. TRMT6干扰抑制TNBC细胞CRC细胞增殖,促进凋亡,导致G0/G1期阻滞,抑制转移侵袭。

三、上游由 WDR5-H3K4me3 轴驱动。组蛋白修饰富集分析显示 TRMT6 启动子区以 H3K4me3 富集最强,ChIP-qPCR 予以验证(图3A、3B);敲低 HMT 复合物亚基 WDR5 后,TRMT6 的 mRNA、蛋白水平以及 H3K4me3 修饰一并下降(图3C、3D)。也就是说,TNBC 中 TRMT6 的高表达受 WDR5 介导的 H3K4me3 调控。

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图3.A.ChIP-seq证明H3K4me3在TRMT6启动子富集;B. ChIP-PCR证明干扰WDR5影响TRMT6启动子H3K4me3水平;CD. qPCR/WB证明干扰WDR5抑制TRMT6 mRNA和蛋白水平。

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图4. A. m¹A tRNA Merip-seq(tRNA修饰测序)发现TRMT6增加AlaCGC和AsnGTT等的m1A丰度。BC. Ribo-seq显示TE差异基因。C. 密码子占用分析发现m1A tRNA解码的密码子占用降低。 D. KEGG分析发现TE差异基因富集于铁死亡等通路。 E. Venn图显示Ribo-seq上调、RNA-seq不变、蛋白质谱上调的交集。F. FTH1的Ribo-seq和RNA-seq可视化峰图。G. FTH1密码子突变影响其蛋白表达。

四、下游通过 m¹A 修饰提高 FTH1 翻译。过表达 TRMT6 可整体上调 tRNA 的 m¹A 水平并促进新生蛋白合成;m¹A tRNA MeRIP-seq 显示特定 tRNA 的 m¹A 丰度上升,如 AlaCGC 与 AsnGTT(图5A)。双荧光素酶实验证明,敲低 TRMT6 会降低 tRNA-AlaCGC 的 m¹A 修饰,从而抑制 GCG 密码子的翻译效率。Ribo-seq 与 RNA-seq 的联合分析发现 617 个 mRNA 的翻译效率上升、730 个下降(图6A);过表达组中核糖体 A 位点的密码子占据普遍降低,以 m¹A tRNA 解码的 Ala(GCA/GCC/GCG/GCU)与 Asn(AAC/AAU)密码子最明显(图6B)。富集分析把翻译效率上调的基因指向铁代谢与细胞增殖通路,其中铁蛋白重链 1(FTH1)的 RNA 水平未变、蛋白与翻译水平显著升高(图6G、6H);密码子突变实验进一步显示,改动 Asn 或 Ala 密码子会影响 FTH1 的蛋白表达(图6K、6L)。

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图5. A-F.TRMT6通过上调FTH1影响铁死亡,导致Fe²⁺和ROS升高,减少脂质ROS积累,维持GSH水平,影响TNBC增殖等表型。

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图6. TRMT6影响tRNA m1A修饰及TNBC肿瘤进展的作用机制图

五、通过抑制铁死亡推动恶性进展。用铁死亡激动剂 RSL3 处理时,过表达 TRMT6 的细胞凋亡更少,Fe²⁺ 与 ROS 的异常升高被削弱,脂质 ROS 积累减少、GSH 水平得以维持;在 TRMT6 过表达的基础上再敲低 FTH1,则 Fe²⁺、ROS、MDA 与脂质 ROS 回升、GSH 下降,同时逆转了过表达带来的增殖与迁移优势并诱导凋亡(图4A–4E)。体内实验中,过表达 TRMT6 的荷瘤小鼠肿瘤更重更大,而 RSL3 给药组的生长速率显著放缓(图4F)。

这项工作的意义

研究把"WDR5-H3K4me3 → TRMT6 → tRNA m¹A 修饰 → FTH1/FTL 翻译 → 铁死亡抵抗"这条链路完整连起来,解释了 TNBC 中 tRNA m¹A 修饰为何会推动恶性进展,也提示 TRMT6 是一个有前景的治疗靶点:在 TRMT6 高表达的肿瘤中,用 RSL3 类药物增强脂质过氧化与铁死亡可以抑制肿瘤生长。