HFD 显著增加 APC 驱动型(AKPT)肿瘤的局部复发与远处转移,并加重肿瘤负荷与死亡率,而对 KRAS 驱动型(KPN)没有影响(图1A);FMT 实验证实 HFD 改变的肠道微环境是复发的起因(图1B)。 2025
期刊与年份:《Cancer Letters》(IF: 10.1),2025 年 10 月
研究团队:芝加哥大学团队
主要结论:研究首次从"饮食—代谢物—tRNA 氨酰化与修饰—翻译调控"这条多层链路解释了术后结直肠癌复发:DCA 只对携带 APC 驱动突变的肿瘤产生促复发作用,机制上通过改变 tRNA 丰度、修饰与氨酰化提升 A/U 结尾密码子的解码效率,推动促增殖基因翻译。
成果 2025 年 10 月发表于《Cancer Letters》(IF: 10.1),研究中的氨酰化 mim-tRNA-seq 由数谱生物提供技术服务。
研究背景
结直肠癌(CRC)是全球第三大常见癌症,手术切除是主要治愈手段,但超过 30% 的患者术后仍会复发,而复发后的 5 年生存率极低。CRC 在分子层面高度异质,其中 CMS4 亚型(含 APC 驱动型与 KRAS 驱动型)预后更差、复发风险更高。高脂饮食(HFD)是复发的重要危险因素,主要通过改变肠道菌群与次级胆汁酸代谢促进肿瘤发生,但它与特定分子亚型之间如何互作,此前没有答案。

研究设计与方法
芝加哥大学团队建立了术后 CRC 复发小鼠模型,并通过无菌小鼠粪菌移植(FMT)验证肠道微环境的作用;用代谢组学定位关键代谢物,用类器官验证其直接效应;机制层面把 氨酰化 tRNA-seq 与 RNA-seq 结合起来,追踪 tRNA 丰度、修饰与氨酰化状态的变化。成果 2025 年 10 月发表于《Cancer Letters》(IF: 10.1),研究中的氨酰化 mim-tRNA-seq 由数谱生物提供技术服务。
主要发现
一、高脂饮食的促复发作用取决于肿瘤遗传背景。HFD 显著增加 APC 驱动型(AKPT)肿瘤的局部复发与远处转移,并加重肿瘤负荷与死亡率,而对 KRAS 驱动型(KPN)没有影响(图1A);FMT 实验证实 HFD 改变的肠道微环境是复发的起因(图1B)。代谢组学把脱氧胆酸(DCA)锁定为 HFD 富集最明显的胆汁酸(图1C),类器官实验显示 DCA 特异性地促进 AKPT 类器官的生长与活力(图1D)。
二、DCA 选择性激活 APC 突变细胞的增殖通路。RNA-seq 显示 DCA 处理改变了 AKPT 细胞中 265 个基因的表达,而 KPN 细胞几乎没有响应(图2A);GSEA 富集到缺氧、糖酵解与 Wnt/β-catenin 等促肿瘤通路(图2B),HIF-1α、PDK1、VEGF、β-catenin 等关键基因上调(图2C)。AKPT 细胞本身就富集 MYC 靶标与增殖相关转录程序,对 DCA 更敏感(图2D)。
三、通过重塑 tRNA 丰度、修饰与氨酰化支持翻译。氨酰化 tRNA-seq 显示,未处理时 AKPT 细胞的 C34 tRNA 丰度高于 KPN,tRNA-Gln 的 s²U34 修饰增强,使解码倾向于以 G/C 结尾的密码子(图3A、3B);DCA 处理后,AKPT 上调基因的密码子偏好转为 A/U 结尾,C34 与 U34 tRNA 之间的丰度差缩小,整体 tRNA 氨酰化水平升高(图3C),tRNA-Gln 的 s²U34 修饰进一步升高(图3D)。也就是说,DCA 通过调整 tRNA 池与修饰状态,让翻译机器更偏向解码 A/U 富集的增殖相关 mRNA。
这项工作的意义
研究首次从"饮食—代谢物—tRNA 氨酰化与修饰—翻译调控"这条多层链路解释了术后结直肠癌复发:DCA 只对携带 APC 驱动突变的肿瘤产生促复发作用,机制上通过改变 tRNA 丰度、修饰与氨酰化提升 A/U 结尾密码子的解码效率,推动促增殖基因翻译。这既说明肿瘤遗传背景决定了对饮食代谢物的敏感性,也为高危患者的术后分层管理与饮食干预提供了依据,并提示靶向 tRNA 修饰或密码子使用的翻译调控策略值得探索。

图1. 高脂饮食通过DCA选择性促进APC突变型CRC术后复发

图2. DCA选择性激活AKPT细胞的Wnt//β-catenin和缺氧相关通路基因

图3. DCA重塑AKPT细胞tRNA表达、修饰和氨酰化