主要发现 一、筛选锁定种子区 o⁸G 修饰的 tRF-1-AspGTC。 《Circulation Research》(IF: 20.100)
期刊与年份:《Circulation Research》(IF: 20.100)
研究团队:南方科技大学第一附属医院聂晓伟研究员团队
主要结论:研究凸显了位置特异性的 tRF o⁸G 修饰在推动肺动脉高压发展中的作用,给出了一条可干预的通路;5-o⁸G tRF-1-AspGTC 既是潜在的治疗靶点,也具备作为肺动脉高压诊断标志物的前景。
成果发表于《Circulation Research》(IF: 20.100),研究中的 small RNA 修饰芯片由数谱生物提供技术服务。
研究背景
tRNA 与其前体衍生的片段(tRF&tiRNA)因具备明确的生物学功能而受到越来越多关注:它们通过靶向结合 mRNA 并下调其表达参与多种疾病进程,在 RNA 干扰、细胞增殖与 DNA 损伤反应中发挥作用。肺动脉高压(PH)是一种复杂且多因素的疾病,病理机制尚未完全阐明,而肺动脉平滑肌细胞(PASMC)的增殖与凋亡抵抗是治疗的关键环节。缺氧环境与氧化还原信号(例如 8-氧鸟嘌呤,o⁸G 修饰)在 PH 病程中有重要调控作用:ROS 可氧化 miRNA 中的鸟嘌呤生成 o⁸G,而 o⁸G 只与腺嘌呤配对、不与胞嘧啶配对,因此会改变种子区(第 2–8 位)的靶向关系——例如 miR-184 经 o⁸G 修饰后转而结合 BCL-XL 与 BCL-W 并抑制其翻译,miR-1 种子区的 o⁸G 修饰则诱导小鼠心肌肥厚。但 tRF&tiRNA 是否会被 o⁸G 修饰、这类修饰是否参与 PH 发病,此前并不清楚。

研究设计与方法
南方科技大学第一附属医院聂晓伟研究员团队与南方科技大学医学院药理学系卞劲松教授团队,用 Arraystar Human Small RNA Modification Microarray在低氧性 PH 患者肺组织中筛选带 o⁸G 修饰的 small RNA;随后在 PASMC 上做功能验证,并用靶基因预测、荧光素酶实验、AGO2 RIP 与 RNA pull-down 验证结合关系。成果发表于《Circulation Research》(IF: 20.100),研究中的 small RNA 修饰芯片由数谱生物提供技术服务。
主要发现
一、筛选锁定种子区 o⁸G 修饰的 tRF-1-AspGTC。芯片筛选发现 o⁸G 修饰水平显著上调的 tRF-1-AspGTC,且修饰位点落在该 tRF 种子区第 5 位的 G 上。
二、抑制它可逆转低氧下的异常表型。功能实验显示,抑制 5-o⁸G tRF-1-AspGTC 会降低低氧诱导的 PASMC 增殖能力,并逆转细胞的凋亡抵抗。
三、靶向 WNT5A 与 CASP3 抑制其表达。靶基因预测显示,正是种子区的 5-o⁸G 修饰让该 tRF 能够靶向 WNT5A 与 CASP3 的 mRNA 并抑制其表达;荧光素酶实验、AGO2 RIP 与 RNA pull-down 都验证了这一结合关系。WNT5A 与 CASP3 的下调通过 BMPR2-ROS / 5-o⁸G tRF-1-AspGTC / WNT5 通路,直接导致 PASMC 增殖与凋亡抵抗,加速肺动脉高压进展。
这项工作的意义
研究凸显了位置特异性的 tRF o⁸G 修饰在推动肺动脉高压发展中的作用,给出了一条可干预的通路;5-o⁸G tRF-1-AspGTC 既是潜在的治疗靶点,也具备作为肺动脉高压诊断标志物的前景。它也提示:小 RNA 上的氧化修饰会改变其靶向关系,这类机制值得在更多疾病中系统排查。


图1:A.聚类图显示缺氧PH病人中o8G修饰的tRF&tiRNA上调;B. 根据差异倍数降序排列,tRF-1-AspGTC修饰上调倍数最高;C. qPCR验证显示tRF-1-AspGTC在缺氧PH病人中上调

图2:A. EdU实验发现,抑制5o8G tRF-1-AspGTC降低了缺氧引起的PASMCs增殖;B. 流式细胞术显示,抑制5o8G tRF-1-AspGTC减弱了PASMCs对缺氧引起的凋亡抵抗;C. 免疫荧光染色显示SuHx小鼠模型肺血管管壁增厚。

图3:A. 韦恩图显示O8G修饰使得5o8G tRF-1-AspGTC可以靶向221个新靶基因;B. miRanda软件预测了5o8G tRF-1-AspGTC的种子区域与WNT5A和CASP3 mRNA的3’UTR区域之间的结合位点;C. qPCR分析显示,在缺氧条件下抑制5o8G tRF-1-AspGTC减弱了PASMCs中CASP3和WNT5A mRNA的表达。D. WB实验表明,在缺氧条件下抑制5o8G tRF-1-AspGTC减弱了PASMCs中CASP3和WNT5A蛋白的表达。

图4:A. AGO2 RIP-PCR实验显示,在anti-AGO2 IP产物中检测到了PASMCs中的5o8G tRF-1-AspGTC、WNT5A mRNA和CASP3 mRNA的表达;B. 5o8G tRF-1-AspGTC RNA pull down实验显示富集到了WNT5A mRNA和CASP3的mRNA;C.使用双荧光素酶分析验证了5o8G tRF-1-AspGTC与WNT5A和CASP3 mRNA在293T细胞中的相互作用。