方案概览
这个方案针对血清、血浆与外泌体等体液样本，检测 tRNA 衍生片段（tRF）与 tRNA 半分子（tiRNA）：用 tRF&tiRNA 测序做全谱发现，用 PCR 芯片与预设计引物做验证，面向非侵入性标志物研究。
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]；同时 tRNA 与 tRF&tiRNA 在体液中高度富集，含量远高于 miRNA [2-3]。来自血浆、血清等体液的外泌体中已报道存在 tRF [4]。
方案从体液的 tRF&tiRNA 测序起步，找出差异表达的 tRF 与 tiRNA；随后用 nrStar™ tRF&tiRNA PCR 芯片或预设计引物在队列中验证，并用 rtStar™ tRF&tiRNA 预处理与一链合成试剂盒保证检测准确性。
服务一览
| 服务 | 在这个方案中的作用 |
|---|---|
| tRF&tiRNA 测序 | 在体液 RNA 中完成全谱 tRF&tiRNA 发现与精确注释 |
| nrStar™ tRF&tiRNA PCR 芯片（H/M） | 在多样本队列中快速验证候选 tRF&tiRNA |
| rtStar™ 预设计 tRF&tiRNA 引物组 | 对单个 tRF&tiRNA 做定量 |
| rtStar™ tRF&tiRNA 预处理与一链合成试剂盒 | 去除末端修饰，保证 qPCR 定量准确 |
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液体活检研究
- 体液友好：支持血清、血浆与外泌体 RNA 等体液样本的检测流程
- 全谱发现：tRF&tiRNA 测序覆盖体液样本中的 tRF&tiRNA 全景
- 高通量验证：PCR 芯片与预设计引物可在数小时内完成队列验证
- 前体区分：基于接头的检测方案能把 tRF&tiRNA 与 tRNA、前体 tRNA 区分开
- 准确定量：rtStar™ 预处理去除内部与末端修饰，提高 qPCR 准确性
- 聚焦型生信：差异表达分析、亚型分析与可直接使用的图表
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]。
tRNA 与 tRF&tiRNA 在体液中高度富集，含量远高于 miRNA [2-3]。细胞外囊泡携带具有生物活性的 tRF 与 tiRNA：母体循环中合体滋养层来源的细胞外囊泡含有具活性的 5′ tRNA halves [4]，细胞外囊泡分泌的 tRNA 衍生片段在下咽癌中具有诊断价值 [5]。
实验与数据分析流程
从体液样本到经队列验证的液体活检标志物
体液采集与 RNA 质检血清、血浆或外泌体，保留小 RNA 的提取
全谱发现tRF&tiRNA 测序，带精确注释
生信优选差异表达与亚型分析，筛出候选分子
队列验证PCR 芯片或预设计引物验证
整合解读与临床变量、修饰数据交叉解读
生物信息与交付
测序项目交付一整套面向 tRF&tiRNA 的生物信息结果，芯片项目交付可直接分析的 qPCR 数据与分析工具；tRF&tiRNA 测序项目额外包含 miRNA 表达分析。
- tRF&tiRNA 差异表达结果表（含序列、类型、长度与切割位点注释）
- tRF&tiRNA 亚型饼图与各亚型数量统计
- 附带的 miRNA 表达分析（tRF&tiRNA 测序项目）
- 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
液体活检方向的研究应用
- 肿瘤诊断：细胞外囊泡分泌的 tRNA 衍生片段在下咽癌中具有诊断价值（OncoTargets Ther, 2021）
- 心血管疾病：高糖刺激的原代心肌细胞中 tRNA 衍生片段差异表达（Front Endocrinol, 2023）
- 眼部并发症：tRF-1020 可改善糖尿病诱导的视网膜微血管并发症（J Cell Mol Med, 2022）
- 胎盘生物学：母体循环中合体滋养层来源的细胞外囊泡含有具活性的 5′ tRNA halves（BBRC, 2019）
- 前列腺癌：前列腺癌中 tRNA 衍生片段的系统图谱支持标志物发现（Oncotarget, 2016）
- 肿瘤诊断补充：血浆中的 tRF&tiRNA 谱可区分肿瘤患者与健康对照，用于液体活检方向
方案选择对照
| 对比维度 | tRF&tiRNA 测序 | nrStar™ tRF&tiRNA PCR 芯片 | 预设计引物组 |
|---|---|---|---|
| 分析范围 | 全谱 tRF&tiRNA，含精确注释 | 人 185 / 小鼠 88 条常见 tRF&tiRNA | 单个感兴趣的 tRF&tiRNA |
| 更适合 | 体液样本中的发现 | 队列中的高通量验证 | 靶向定量 |
| 样本通量 | 低到中 | 高（384 孔板，数小时出结果） | 灵活 |
常见问题
为什么 tRF&tiRNA 适合做液体活检？
tRNA 与 tRF&tiRNA 在体液中高度富集，含量远高于 miRNA，且组成与丰度随细胞类型和疾病状态变化，很适合作为标志物分子，血清、血浆与外泌体 RNA 都适用。
支持哪些样本类型？
支持血清、血浆、全血与外泌体 RNA，按体液采集规范处理：未做预处理时血清或血浆 1–2 mL，需做预处理时 2–5 mL，外泌体分离约 2 mL。已知本身已降解或片段化的 RNA 不作完整性判定。
如何把 tRF&tiRNA 与 tRNA 前体区分开？
nrStar™ tRF&tiRNA PCR 芯片体系在片段两端加上接头，正反向引物针对接头与片段的连接处设计，可以有效区分 tRF&tiRNA 与 tRNA、前体 tRNA，从而在体液样本中稳定检出目标片段。
生物信息分析包含哪些内容？
tRF&tiRNA 测序项目包含带详细注释的差异表达分析、亚型饼图与 tRF&tiRNA 相关统计，并附送 miRNA 表达分析；芯片项目交付可直接分析的 qPCR 数据、分析工具与质控信息。
能否与其它服务组合？
可以。rtStar™ tRF&tiRNA 预处理与一链合成试剂盒用于保证 qPCR 准确性，结果还可以与 tRNA 测序、tRNA 修饰分析等服务整合，用于跨样本、跨疾病方向的液体活检研究。
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] Schageman J, et al. The complete exosome workflow solution: from isolation to characterization of RNA cargo. BioMed Research International, 2013. PMID: 24205503
- [3] 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
- [4] Cooke WR, et al. Maternal circulating syncytiotrophoblast-derived extracellular vesicles contain biologically active 5′ tRNA halves. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2019. PMID: 31405560