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IF=33.0!
tRNA氨酰化影响蛋白糖基化及肝内胆管癌化疗耐药

研究背景 主要发现 一、LARS1 低表达对应更差的预后与更低的化疗敏感性。成果 2025 年 7 月发表于《Journal of Hepatology》(IF: 33.0),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、LARS1 低表达对应更差的预后与更低的化疗敏感性。 2025
研究速览
期刊与年份:《Journal of Hepatology》(IF: 33.0),2025 年 7 月
研究团队:山东大学齐鲁第二医院靳斌教授与李景新教授团队
主要结论:研究首次把 LARS1 的密码子偏向性翻译调控与 N-糖基化、化疗耐药串在一起:LARS1 缺失使亮氨酰-tRNA 装载受损,选择性抑制糖基化酶的翻译,削弱 ABCC1 的糖基化修饰,促成药物外排与耐药;而补充亮氨酸能恢复这条链路并使化疗重新敏感。
成果 2025 年 7 月发表于《Journal of Hepatology》(IF: 33.0),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

肝内胆管癌(ICC)恶性程度高:超过 70% 的患者初诊时已是晚期,化疗应答差,中位生存不足 12 个月。翻译重编程已被视为耐药的新机制,但"密码子偏向性翻译"在 ICC 中扮演什么角色并不清楚。亮氨酰-tRNA 合成酶 1(LARS1)是亮氨酸感知的关键酶,它在 ICC 中表达下调,且与患者生存正相关——这提示它可能参与了耐药的调控。

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研究设计与方法

山东大学齐鲁第二医院靳斌教授与李景新教授团队对 214 例三种预后亚型患者做蛋白质组学分析,并在五种 ICC 细胞系上检测药物敏感性;机制层面把 RNC-seq、氨酰化 tRNA 检测、蛋白质组学与 N-糖蛋白组学联合使用,最后用亮氨酸补充做干预验证。成果 2025 年 7 月发表于《Journal of Hepatology》(IF: 33.0),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、LARS1 低表达对应更差的预后与更低的化疗敏感性。KEGG 分析显示预后最好的 C-III 亚型富集核糖体与氨酰-tRNA 合成等翻译通路,其中包含 LARS1(图1A);LARS1 的 mRNA 与蛋白在癌组织中下调,低表达与生存期缩短显著相关(图1B)。在五种细胞系中,LARS1 的基础表达与吉西他滨、奥沙利铂的敏感性正相关;缺失或突变会降低、过表达会提高化疗敏感性(图1C),过表达还能减轻小鼠肿瘤负荷、缩小病灶(图1D)。

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二、LARS1 通过氨酰化促进 N-聚糖合成酶的翻译。RNC-seq 与氨酰化 tRNA 检测显示,LARS1 促进亮氨酸 tRNA 的氨酰化,进而提高 N-聚糖生物合成相关 mRNA 的翻译效率(图2A、2B);RNC-seq 与蛋白质组学的交集把 N-聚糖生物合成通路挑出来,包含 ALG3、RFT1 与 ALG12(图2C、2D)。敲低或突变 LARS1 会降低、过表达则提高这三个蛋白的水平,说明 LARS1 是通过密码子偏向性机制促进它们翻译的。

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图1. LARS1影响ICC预后及化疗敏感性

三、经 ABCC1 糖基化决定药物外排与耐药。N-糖蛋白组学把 ABCC1 锁定为 LARS1 调控耐药的关键下游(图3A):LARS1 敲低导致 ABCC1 在 Asn929 位点糖基化缺失,进而促进邻近 Tyr920/Ser921 磷酸化、增强药物外排。突变体实验证实 N929Q 或 Y920E/S921E 都能赋予耐药,而阻断磷酸化的三重突变体则消除了这一效应(图3B)。外源补充亮氨酸可恢复 LARS1 表达、修复糖基化缺陷,与 GEMOX 化疗联用显著延长荷瘤小鼠的生存期(图3C、3D)。

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图2. LARS1促进亮氨酸tRNA氨酰化进而增强N-聚糖生物合成酶翻译效率

这项工作的意义

研究首次把 LARS1 的密码子偏向性翻译调控与 N-糖基化、化疗耐药串在一起:LARS1 缺失使亮氨酰-tRNA 装载受损,选择性抑制糖基化酶的翻译,削弱 ABCC1 的糖基化修饰,促成药物外排与耐药;而补充亮氨酸能恢复这条链路并使化疗重新敏感。它把氨基酸感知与翻译后修饰联系起来,为靶向"代谢—翻译"轴逆转耐药提供了新思路,亮氨酸饮食干预也显示出临床转化价值。

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图3. 亮氨酸补充通过修复ABCC1糖基化逆转ICC化疗耐药