方案概览
tRF&tiRNA 的组成与丰度高度依赖细胞类型与疾病状态，是很适合作为标志物的分子 [1]；不同 tRF&tiRNA 之间的比例关系还可作为肿瘤无进展生存期的指标与预后候选标志物 [2]。tRNA 的表达在肿瘤中同样动态变化——乳腺癌中可见 tRNA 过表达 [3]，特定 tRNA 的表达改变会驱动基因表达与肿瘤进展 [4]。
方案从全谱发现起步：用 tRNA 测序与 tRF&tiRNA 测序比较肿瘤与正常样本，筛出差异表达的 tRNA、tRF 与 tiRNA；随后用高通量 qPCR 芯片（nrStar™ tRNA PCR 芯片、nrStar™ tRF&tiRNA PCR 芯片）或单条预设计引物完成候选标志物验证。
服务一览
| 服务 | 在这个方案中的作用 |
|---|---|
| tRNA 测序 | 全谱 tRNA 表达检测，按 isoacceptor 与 isodecoder 两个层面注释 |
| tRF&tiRNA 测序 | 全谱 tRF&tiRNA 发现，按序列、类型、长度与切割位点精确注释 |
| nrStar™ tRF&tiRNA PCR 芯片（H/M） | 在多样本队列中快速验证候选 tRF&tiRNA |
| nrStar™ tRNA PCR 芯片（H/M） | 在多样本队列中验证候选 tRNA，人、小鼠可选 |
上表中的检测均由数谱生物提供，可以单独使用，也可以按课题所处阶段组合。
方案优势
为什么用这套方案做肿瘤标志物研究
- 全谱发现：tRNA 测序与 tRF&tiRNA 测序在一次项目中覆盖肿瘤样本的 tRNA 与 tRF&tiRNA 全景
- 高通量验证：PCR 芯片开箱即用，可在数小时内完成多样本验证
- 精确注释：tRF&tiRNA 按序列、类型、长度与切割位点注释；tRNA 按 isoacceptor 与 isodecoder 注释
- 体液兼容：tRNA 与 tRF&tiRNA 在体液中高度富集，适合液体活检方向
- 聚焦型生信：每个项目都包含差异表达分析、统计与可直接使用的图表
- 组合灵活：测序、PCR 芯片、预处理试剂盒与 LC-MS 修饰检测可组合成一个项目推进
背景介绍
tRF 与 tiRNA 由 tRNA 经精确的生物发生过程产生，作为小非编码 RNA 承担多种生物学功能，并与多种疾病状态相关。它们的组成与丰度高度依赖细胞类型与疾病状态，因此很适合作为标志物分子 [1]；不同 tRF&tiRNA 之间的比例关系是肿瘤无进展生存期的良好指标，也是预后标志物的候选 [2]。
tRNA 与 tRF&tiRNA 在体液中高度富集，含量往往高于 miRNA [5-6]，这为血清、血浆等非侵入性标志物研究提供了基础。
tRNA 的表达在肿瘤中同样受调控：乳腺癌中可见 tRNA 过表达 [3]，特定 tRNA 的表达改变驱动基因表达与肿瘤进展 [4]；METTL1 过表达会抬高 m⁷G 修饰的 tRNA 水平，在白血病、胶质母细胞瘤、胆管癌与肺癌中推动肿瘤发生 [7-9]。
实验与数据分析流程
从肿瘤样本到经队列验证的 tRNA 与 tRF&tiRNA 标志物
生物信息与交付
每个项目都包含聚焦型生物信息分析与可直接使用的图表：测序项目交付带详细注释的差异表达结果，芯片项目交付可直接分析的 qPCR 数据与分析工具。
- tRNA 与/或 tRF&tiRNA 差异表达结果表（含详细注释）
- tRF&tiRNA 亚型饼图与各亚型数量统计（tRF&tiRNA 测序）
- 差异表达 tRNA 的火山图与 K-means 聚类热图
- PCR 芯片数据（含归一化参考与质控信息）
- 可直接用于展示与汇报的图表
研究应用
tRNA 与 tRF&tiRNA 在肿瘤研究中的常见应用方向
- 预后标志物：tRF&tiRNA 的比例关系可作为肿瘤无进展生存期指标与预后候选标志物（Oncotarget, 2016）
- 乳腺癌：乳腺癌中 tRNA 过表达及其功能后果（Nucleic Acids Res, 2009）
- 前列腺癌：前列腺癌中 tRNA 衍生片段的系统图谱（Oncotarget, 2016）
- 肺癌：基于 tRNA 的预后评分用于预测肺腺癌生存结局（Int J Cancer, 2019）
- 肿瘤发生驱动：METTL1 过表达抬高的 m⁷G 修饰 tRNA 驱动白血病、胶质母细胞瘤、胆管癌与肺癌（Mol Cell, 2021）
- 液体活检：tRNA 与 tRF&tiRNA 在体液中高度富集，支持非侵入性标志物发现
方案选择对照
| 对比维度 | tRF&tiRNA 测序 | tRNA 测序 | tRF&tiRNA PCR 芯片 | tRNA PCR 芯片 |
|---|---|---|---|---|
| 分析范围 | 全谱 tRF&tiRNA，含精确注释 | 全谱 tRNA 表达 | 人 185 / 小鼠 88 条常见 tRF&tiRNA | 人/小鼠 185 条 tRNA，isoacceptor 与 isodecoder |
| 更适合 | 在新样本类型中做发现 | 发现 tRNA 表达变化 | 队列中的高通量验证 | tRNA 的高通量验证 |
| 样本通量 | 低到中（逐样本测序） | 低到中 | 高（384 孔板，数小时出结果） | 高（384 孔板，数小时出结果） |
| 体液兼容性 | 是——tRF&tiRNA 在体液中高度富集 | 是 | 是 | 是（引物已在血清中验证） |
常见问题
为什么 tRNA 和 tRF&tiRNA 适合作为肿瘤标志物？
发现阶段会用到哪些服务？
流程能否处理体液样本？
生物信息分析包含哪些内容？
能否与修饰检测组合？
参考文献
- [1] Telonis AG, et al. Dissecting tRNA-derived fragment complexities using personalized transcriptomes reveals novel fragment classes and unexpected dependencies. Oncotarget, 2015. PMID: 26325506
- [2] Olvedy M, et al. A comprehensive repertoire of tRNA-derived fragments in prostate cancer. Oncotarget, 2016. PMID: 27015120
- [3] Pavon-Eternod M, et al. tRNA over-expression in breast cancer and functional consequences. Nucleic Acids Research, 2009. PMID: 19783824
- [4] Goodarzi H, et al. Modulated Expression of Specific tRNAs Drives Gene Expression and Cancer Progression. Cell, 2016. PMID: 27259150
- [5] Schageman J, et al. The complete exosome workflow solution: from isolation to characterization of RNA cargo. BioMed Research International, 2013. PMID: 24205503
- [6] Dhahbi JM, et al. 5′ tRNA halves are present as abundant complexes in serum, concentrated in blood cells, and modulated by aging and calorie restriction. BMC Genomics, 2013. PMID: 23638709