方案概览
这个方案在代谢研究中同时刻画tRNA 表达、tRNA 修饰与 tRF&tiRNA 群体三个层面：用 tRNA 测序与 tRF&tiRNA 测序看表达变化，用 LC-MS tRNA 修饰检测定量整体修饰水平，再用 tRNA PCR 芯片做高通量验证，适用于代谢综合征、糖尿病与父系跨代表观遗传研究。
tRF 与 tiRNA 由 tRNA 经精确的生物发生过程产生，在代谢疾病的跨代遗传中作为父系表观遗传因子改变胚胎的转录级联 [1]；tRNA 修饰与修饰酶的缺陷则与糖尿病等人类疾病相关 [2]。
方案把四条技术线组合起来：tRNA 测序与 tRF&tiRNA 测序刻画表达变化，LC-MS tRNA 修饰检测定量整体修饰水平，tRNA PCR 芯片完成高通量验证，从而把 tRNA 生物学与代谢编程、代际传递联系起来。
服务一览
| 服务 | 在这个方案中的作用 |
|---|---|
| tRF&tiRNA 测序 | 刻画 tRF/tiRNA 表达变化，包括父系表观遗传相关信号 |
| tRNA 测序 | 全谱 tRNA 表达检测，按 isoacceptor 与 isodecoder 注释 |
| LC-MS tRNA 修饰检测 | 同时定量 55 种核苷修饰，给出整体修饰谱 |
| nrStar™ tRNA PCR 芯片（H/M） | 对关键 tRNA 做多样本验证 |
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代谢研究
- 跨代信号：tRF&tiRNA 测序可捕获与代谢跨代遗传相关的父系 tRNA 片段
- 整体修饰定量：LC-MS 定量 55 种核苷修饰，覆盖与代谢疾病相关的修饰变化
- 体液兼容：tRNA 与 tRF&tiRNA 在体液中高度富集，适合代谢标志物研究
- 高通量验证：tRNA PCR 芯片可在多样本中验证关键 tRNA
- 全谱发现：tRNA 测序与 tRF&tiRNA 测序覆盖代谢样本的 tRNA 全景
- 聚焦型生信：每个项目都包含差异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；在代谢疾病的跨代遗传中，它们作为父系表观遗传因子改变胚胎的转录级联 [1]。
tRNA 修饰与修饰酶的缺陷与多种人类疾病相关，包括肿瘤、糖尿病、神经系统综合征、心脏疾病以及与线粒体相关的疾病 [2]。厘清 tRNA 修饰谱，是建立"疾病—tRNA 分子功能"关联的关键。
tRNA 与 tRF&tiRNA 在体液中高度富集，含量远高于 miRNA [3-4]，为血清、血浆中的代谢标志物研究提供了基础。
实验与数据分析流程
从代谢样本到 tRNA 层面的机制线索
样本与 RNA 质检保留小 RNA 的提取与质量、数量评估
表达谱检测tRF&tiRNA 测序与 tRNA 测序，观察表达变化
修饰定量LC-MS 定量 55 种核苷修饰，给出整体谱
高通量验证tRNA PCR 芯片在队列中验证关键 tRNA
整合解读把表达、修饰与片段数据对应到代谢表型
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，LC-MS 项目交付原始与归一化峰数据及色谱图。
- tRF&tiRNA 差异表达结果表（含详细注释）
- tRNA 差异表达分析（含 isoacceptor 与 isodecoder 注释）
- LC-MS 原始与归一化峰数据，以及总离子流色谱图
- 样本间核苷修饰的差异分析
- 可直接用于展示与汇报的图表
研究应用
代谢研究方向的研究应用
- 2 型糖尿病：t6A 甲硫基化酶（如 CDKAL1）与 2 型糖尿病风险相关，tRNA 修饰缺陷与糖尿病相关联
- 父系表观遗传：tRF 作为父系表观遗传因子改变胚胎转录级联，参与代谢疾病的跨代遗传
- 糖尿病并发症：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）
- 心血管代谢疾病：高糖刺激的原代心肌细胞中 tRNA 衍生片段差异表达（Front Endocrinol, 2023）
- 衰老与热量限制：血清中的 5′ tRNA halves 受衰老与热量限制调节（BMC Genomics, 2013）
- 代谢标志物：tRNA 与 tRF&tiRNA 在体液中高度富集，可用于代谢相关标志物研究
方案选择对照
| 对比维度 | tRF&tiRNA 测序 | tRNA 测序 | LC-MS 修饰检测 | tRNA PCR 芯片 |
|---|---|---|---|---|
| 主要输出 | tRF/tiRNA 表达 | tRNA 表达 | 55 种核苷修饰 | 185 条 tRNA 的表达 |
| 更适合 | 跨代信号与片段变化 | tRNA 库变化 | 整体修饰状态 | 高通量验证 |
| 体液支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 |
常见问题
tRF&tiRNA 与表观遗传传递有什么关系？
在代谢疾病的跨代遗传中，精子来源的 tRF 与 tiRNA 作为父系表观遗传因子改变胚胎的转录级联，把亲代的饮食或代谢状态传递给子代；tRF&tiRNA 测序用于刻画这类片段的表达与组成变化。
哪些服务可以刻画代谢疾病中的 tRNA 修饰？
LC-MS tRNA 修饰检测可同时定量 55 种核苷修饰，给出整体修饰谱；若需要定位到具体位点，可叠加 tRNA 修饰测序（m¹A/m³C/m¹G/m²,²G）或单碱基修饰测序。
能否用体液样本做代谢标志物研究？
可以。tRNA 与 tRF&tiRNA 在血清、血浆等体液中高度富集，含量远高于 miRNA，适合非侵入性标志物方向；体液样本不作 RNA 完整性判定。
生物信息分析包含哪些内容？
测序项目包含带注释的差异表达分析；LC-MS 项目包含原始与归一化峰数据、总离子流色谱图以及样本间的核苷修饰差异分析；芯片项目交付可直接分析的 qPCR 数据与质控信息。
能否与其它服务组合？
可以。tRNA 测序、tRF&tiRNA 测序、LC-MS 修饰检测与 tRNA PCR 芯片可以按课题阶段组合，也可以与修饰测序、氨酰化测序结合，形成从修饰到翻译活性的完整链条。
参考文献
- [1] Anderson P, Ivanov P. tRNA fragments in human health and disease. FEBS Letters, 2014. PMID: 25220675
- [2] Torres AG, et al. Role of tRNA modifications in human diseases. Trends in Molecular Medicine, 2014. PMID: 24581449
- [3] Schageman J, et al. The complete exosome workflow solution: from isolation to characterization of RNA cargo. BioMed Research International, 2013. PMID: 24205503
- [4] 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