今天讲的这篇文章,让我看到了tsRNA研究的一点新的东西,虽然和之前的miRNA研究没多大区别。这篇文章就是中山大学和中南大学合作发表在11.4分的J Exp Clin Cancer Res.上的文章,这篇文章的一作里还有一个还是硕士研究生。这篇文章讲的内容是tsRNA和5FU的化疗抵抗,并做了一种纳米治疗的方案:
首先要了解一下啥是tsRNA,这个夏老师找了一篇浙大发的tsRNA的综述,其实就是tRNA被截段后产生的,tRNA是转运RNA,被截段后产生的tsRNA也会在细胞内产生各种功能,比如影响转录,影响翻译或者表观调控等等:
他们首先对CRC(结直肠癌)和癌旁样本进行了二代测序,分析了其中tsRNA的表达情况,结果发现有几个tsRNA的表达显著上调(下面的火山图、热图和小提琴图,其实就显示了表达的差异,以及对于tsRNA的验证,这些图应该都能看懂了吧,在《夏老师带你读文献》里也都介绍过),其中tsRNA-GlyGCC的表达差异比较明显。化疗耐药的CRC样本中tsRNA-GlyGCC明显上调,tsRNA-GlyGCC高表达也与肿瘤转移呈正相关:
确定了相关性,那么就要验证tsRNA-GlyGCC的功能,他首先进行了过表达和抑制tsRNA-GlyGCC的验证,结果发现过表达tsRNA后,能增强肿瘤细胞的增殖。而使用Inhibtor抑制tsRNA后,肿瘤的增殖、成瘤等都明显被抑制,同时会增加BAX的表达降低BCL2的表达(其实就是凋亡信号通路中关键的两个蛋白,BCL2抑制凋亡,BAX则是增强凋亡,不清楚的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列的凋亡信号通路复习下),也就是说Inhibtor抑制了tsRNA后,能有效促进肿瘤细胞凋亡:
而在抑制tsRNA后,使用化疗药物5FU,可以提升5FU对于肿瘤的抑制作用。也就是说,抑制了tsRNA-GlyGCC,可以提高肿瘤对于5FU的敏感性(这个也就是柯霍氏法则的验证,之前通过测序等验证假设tsRNA能影响化疗的耐药性,而在这里则是通过tsRNA的缺失来明确其对于化疗耐药性的功能,不清楚柯霍氏法则的话,可以看看《科研的推理和逻辑——从试验台到咖啡桌》、《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》)。其实这里也是一组动物实验的验证,通过这一系列实验,确定了tsRNA-GlyGCC的体内外功能:
那么接下去就是分析tsRNA的机制了,通过对于tsRNA-GlyGCC靶基因的筛选,他们确定SPIB是该tsRNA的靶基因,因为tsRNA能结合SPIB的3'UTR。并通过Luciferase实验确定,tsRNA会阻碍SPIB翻译,但不影响突变体翻译:
那么SPIB的翻译被影响后,会造成什么样的结果呢?SPIB是个转录因子,于是他们接着查找了SPIB的靶基因,结果发现SPIB会影响JAK1及STAT6的表达。也就是说,他们假设SPIB能负调控JAK-STAT6信号通路(JAK-STAT信号通路其实在肿瘤的研究中,可以说是相当常见了,JAK激活STAT的磷酸化,促进了STAT二聚并入核激活下游靶基因,不熟悉的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列),通过ChIP及Luciferase验证,以及过表达SPIB后的JAK1及STAT6表达验证,确定了SPIB对于STAT6的转录调控:
接着他们又分析了tsRNA的上游表现,由于tsRNA会产生m7G的甲基化修饰,于是他们首先分析tsRNA-GlyGCC是否存在这样的m7G修饰,并且找到了可能的甲基化转移酶METTL1。然后通过敲减METTL1分析tsRNA-GlyGCC的表达情况,以此说明tsRNA-GlyGCC的上游调控机制涉及METTL1对其进行的m7G修饰(其实这里直接敲减了METTL1,就已经犯了肯定后件的逻辑谬误,由于不能确定METTL1是否会造成什么样其他的不可知影响,所以这样的验证可以说是无效的,应该是对tsRNA的修饰位点进行突变,然后再查看表型,不清楚肯定后件逻辑谬误的话,可以去看看《科研的推理和逻辑——从试验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列):
最后他们使用了PAE(这个应该是一种纳米材料)包裹了5FU和tsRNA的Inhibtor,来对小鼠模型进行治疗,结果发现可以提高对CRC的体内疗效,这样的临床应用其实就是不错的了。毕竟抑制tsRNA和5FU的协同作用是明确的,这里应用到临床也是水到渠成的:
这篇文章最后就形成了这样的示意图,PAE包裹的化疗药物5FU和tsRNA Inhibtor,进入肿瘤细胞后,tsRNA功能被抑制,促进了SPIB表达,并抑制了JAK-STAT信号通路,协同5FU起到了杀死肿瘤的作用:
这篇文章让我看到了miRNA研究的一些新东西,就比如tsRNA,当然tsRNA可能还有更多的途径可以去研究,比如翻译,比如诱导表观修饰等等。同时这篇文章把研究的结果应用到了临床的给药上,其实也是不错的。但在机制研究上,这篇文章还略显粗糙,就是光从敲减或者过表达来进行分析,其实并不能说明机制,反而扩大了验证的问题范围,最后很难解释(这里也就是前后的机制验证,包括tsRNA对SPIB、SPIB对STAT6,、METTL1对tsRNA,其实都犯了肯定后件的逻辑谬误,不清楚肯定后件逻辑谬误的话,可以看看《科研的推理和逻辑——从试验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列)。但对于最初的tsRNA的抑制所产生的抑制肿瘤的表型,并没有多大问题,所以使得最后的临床应用得以实现。总的来说这篇文章创新性还是不错的,但机制方面还可以更深入进行挖掘。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话,可以看看原文,祝你们心明眼亮。
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