tRF-Ser-TGA-011 通过靶向 MAP3K13/JNK 信号通路来抑制胃癌的进展

《Cellular Signalling》：tRF-Ser-TGA-011 impedes gastric cancer progression by targeting the MAP3K13/JNK signaling cascade

本研究发现tRF-011可作为胃癌早期诊断及分期的非侵入性生物标志物，其通过抑制AGO2-MAP3K13-JNK信号通路及Cyclin D1表达，有效抑制肿瘤生长并延长患者无进展生存期。

　　

马玉燕|卢慧|张林鑫|张雅梅|沈建江|徐卫国|张艳艳|樊帆

江苏省人民医院临床实验室，江苏省癌症研究所，南京医科大学附属肿瘤医院，江苏南京210009，中国

摘要

背景

早期胃癌（GC）通常无症状，导致晚期诊断较为常见。因此，迫切需要非侵入性的生物标志物来提高早期检测和术前风险评估的能力。尽管tRNA衍生物片段（tRFs）被越来越多地认为是肿瘤发生的关键调节因子，但其在GC中的功能意义和机制作用仍不甚明了。

方法

我们进行了高通量测序，以分析GC组织与匹配的肿瘤邻近组织之间的tRFs表达谱。通过qRT–PCR在细胞系、组织和血清中验证了tRF-Ser-TGA-011（tRF-011）的水平。采用CCK-8、菌落形成、EdU掺入和流式细胞术等功能检测方法来评估其在细胞增殖和细胞周期进展中的作用。通过双荧光素酶报告基因实验、RNA免疫沉淀（RIP）和Western blotting获得了机制上的见解。还建立了体内异种移植模型来评估其抑瘤效果。

结果

tRF-011被鉴定为一种具有高区分能力的泛癌症诊断生物标志物。在GC中，它以79.2%的准确率区分了患者和健康对照组，并以77.4%的准确率区分了不同临床分期。tRF-011的高表达与更长的无进展生存期显著相关。功能实验表明，tRF-011的抑制会加速细胞增殖和细胞周期进展，而其过表达则在体内抑制肿瘤生长。从机制上讲，tRF-011通过与AGO2结合形成功能性RISC复合物，直接靶向MAP3K13 mRNA，下调JNK信号通路，减少Cyclin D1的表达，并阻止细胞周期。

结论

我们的发现表明tRF-011是一种有前景的非侵入性GC诊断和分期生物标志物，并强调了其作为通过AGO2–MAP3K13–JNK–Cyclin D1轴发挥抑瘤作用的潜在治疗价值。

引言

胃癌（GC）是最常见的恶性肿瘤之一，也是癌症相关死亡的主要原因之一。2022年的流行病学数据显示，全球约有96,800例新诊断病例和660,000例因该疾病导致的死亡[1,2]。诊断时的分期对临床结果至关重要，晚期疾病与较差的生存率相关[3,4]。然而，由于早期症状不明显，大多数GC病例在疾病进展到晚期时才被发现。目前的诊断方法（如胃镜检查、FDG-PET和血清肿瘤标志物）存在侵入性、辐射风险和灵敏度不足的问题[5]。因此，迫切需要发现既高度敏感又特异性的非侵入性生物标志物，以实现早期检测、改善术前风险分层，并最终提高胃癌患者的临床疗效。

最近，从成熟或前体tRNA的酶切过程中产生的tRNA衍生物片段（tRFs）成为一类受到广泛关注的小型非编码RNA[[6], [7], [8], [9], [10], [11], [12]]。越来越多的证据表明，tRFs在多种癌症类型中的表达失调，使其具有作为诊断和预后生物标志物的潜力[[13], [14], [15], [16], [17]]。功能上，tRFs参与多种调控过程，包括基因表达、翻译控制和RNA加工[[13],[18], [19], [20], [21], [22], [23], [24]]，从而影响关键的致癌表型，如细胞增殖[[25], [26], [27], [28]]、侵袭[[29]]和细胞周期进展[[30]]。新兴证据表明，tRFs调节关键的致癌通路，并与p53等肿瘤抑制蛋白相互作用，这突显了它们作为诊断生物标志物和有前景的治疗靶点的双重功能[[31], [32], [33]]。尽管取得了这些进展，但目前对tRFs的研究仍只是冰山一角，其诊断效用和在GC发病机制中的贡献仍有待系统探索。

在本研究中，我们筛选并确认tRF-011是一种有前景的癌症生物标志物，能够准确区分GC患者和健康个体，并区分不同临床分期。tRF-011的高表达与更长的无进展生存期（PFS）相关。从机制上讲，我们证明tRF-011通过抑制MAP3K13–JNK信号通路来下调Cyclin D1，从而抑制GC的进展。这些结果支持tRF-011在GC诊断和靶向治疗中的双重应用前景。

研究片段

人类临床样本

本研究获得了南京医科大学伦理委员会的批准（批准编号NYDLS-2023–471），并遵循了南京医科大学附属肿瘤医院（中国南京）的样本采集伦理标准。血清样本来自未接受过治疗的、新诊断为癌症的个体，在他们接受手术前采集。62名GC患者的血清样本在11,300×g的离心条件下处理

tRF-011在GC及其他多种肿瘤中的强大诊断潜力

为了识别差异表达的tRFs，我们使用火山图分析比较了六对GC组织和匹配的肿瘤邻近组织。这种方法发现了42个显著下调的tRFs和69个上调的tRFs（图1a）。选择p值最小的20个tRFs进行后续分析。通过对最显著失调的tRFs进行无监督层次聚类，根据|log?FC|≥2和p<0.05的阈值，筛选出6个下调候选者和14个上调候选者（图1）

讨论

早期发现前体病变和早期GC对于有效治疗和改善生存率至关重要。超过60%的早期局部GC患者具有良好的5年总体生存率[34]。然而，早期GC通常无症状，临床症状如消化不良、食欲减退、体重下降、腹痛或反流通常出现在晚期[35]。常规的分期PET-CT应用仍存在争议

CRediT作者贡献声明

马玉燕：方法学、数据整理、初步分析、撰写——原始草稿。卢慧：研究、数据整理、撰写——原始草稿。张林鑫：研究。张雅梅：验证。沈建江：数据整理。徐卫国：研究。张艳艳：验证、监督、数据整理、概念构思、撰写——审阅与编辑。樊帆：验证、监督、资源协调、研究、概念构思、初步分析、资金获取、撰写——审阅与

伦理批准和参与同意

本研究获得了南京医科大学临床研究伦理委员会的批准（编号NYDLS-2023–471）。涉及人类受试者的工作遵循世界医学协会《赫尔辛基宣言》的伦理原则。本研究中的所有动物实验均获得了南京医科大学动物伦理与福利委员会的批准（编号KY-2024-119），并遵循相关指南

资助

本工作得到了国家自然科学基金（82472363）和江苏省重点研发计划（BF2024055）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。