《新型 tsRNA 标志物 tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3 作为十二指肠闭锁潜在生物标志物及治疗靶点的研究》

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Cell Biology and Toxicology 5.3

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  推荐 十二指肠闭锁(DA) prenatal 诊断特异性与干预时机待解,tsRNA 或成突破口。本研究对 DA 胎儿孕妇血浆 tsRNA 测序,验证发现 tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3 等显著下调,其通过 SUFU/GLI1 通路调控凋亡,为 DA 早期诊断与宫内治疗提供新方向。

  

论文解读


在新生儿消化系统疾病的领域中,十二指肠闭锁(Duodenal Atresia, DA)作为一种常见的先天性消化道梗阻性疾病,如同隐藏在新生生命体内的 “隐形杀手”,时刻威胁着患儿的健康。其发病率约为 0.9–1.2 / 万活产儿,且呈上升趋势。目前,产前诊断主要依赖超声检查,但 “双泡征” 等间接指标受孕周影响大,假阳性与假阴性率较高;母体血清甲胎蛋白虽有一定提示作用,却缺乏疾病特异性,难以满足精准诊断需求。与此同时,关于 DA 的发病机制,传统的 “实心索” 假说难以解释形态学变异,而 Fgf10-Fgfr2b 轴和 Hedgehog 信号通路的研究虽有进展,但分子机制仍未完全阐明。因此,寻找特异性的分子标志物、揭示 DA 发病机制并探索宫内干预策略,成为亟待攻克的医学难题。

为了破解这些困局,中国医科大学附属盛京医院的研究团队开展了一项具有创新性的研究。该团队聚焦于一类新兴的非编码 RNA——tRNA 衍生小 RNA(tsRNA),因其稳定性高且在血液中富集,被视为极具潜力的疾病诊断生物标志物。研究人员通过对携带 DA 胎儿的孕妇血浆进行 tsRNA 高通量测序,并结合细胞模型和阿霉素大鼠模型(ARM),系统地分析了 tsRNA 在 DA 发生发展中的作用。这项研究成果发表在《Cell Biology and Toxicology》,为 DA 的诊疗带来了新的曙光。

研究人员采用了一系列关键技术方法来推动研究进展。首先,构建了包含 38 例 DA、23 例空回肠闭锁(JIA)、4 例食管闭锁(EA)和 65 例正常妊娠的孕妇血浆样本队列,通过高通量测序筛选差异表达的 tsRNA。随后利用实时定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)对测序结果进行验证,并借助双荧光素酶报告基因实验、western blotting、流式细胞术等技术,深入探究关键 tsRNA 的作用机制。在动物实验方面,通过阿霉素诱导的大鼠 DA 模型,评估 tsRNA 在宫内治疗中的潜力。

研究结果


  1. tsRNA 表达谱分析与生物标志物筛选
    通过对 3 对 DA 和正常孕妇血浆的 tsRNA 测序,共鉴定出 731 种 tsRNA,其中 83 种差异表达(14 种上调,69 种下调)。进一步通过 qRT-PCR 在 35 对样本中验证,发现 tRF-61:78-chrM.Leu-TAA、tRF-60:77-Ile-AAT-1-M4、tRF-57:76-Arg-ACG-1-M2 和 tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3 四种 tsRNA 在 DA 组显著下调,且 ROC 曲线显示其诊断价值较高,联合使用时曲线下面积(AUC)达 0.798,表明这些 tsRNA 可作为 DA 的潜在生物标志物。

  2. tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3 的功能机制研究
    在四种候选 tsRNA 中,tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3 的诊断准确性最高。通过对 DA 胎儿十二指肠组织的分析发现,其表达水平与凋亡相关蛋白 Cleaved-Caspase-3 和 BAX/BCL2 比值呈负相关。细胞实验表明,过表达 tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3 可抑制 NCM460 细胞凋亡,而抑制其表达则促进凋亡。机制研究揭示,tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3 直接靶向抑制 SUFU(Suppressor of Fused)蛋白,进而激活 Hedgehog 信号通路中的关键转录因子 GLI1,从而调控凋亡过程。

  3. 大鼠模型中的宫内治疗验证
    在阿霉素诱导的大鼠 DA 模型中,孕 16 天腹腔微注射 tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3 类似物(agomir)后,胎儿 DA 发生率显著降低,且 III 型 DA 比例减少。组织分析显示,治疗组 SUFU 表达下调,GLI1 和抗凋亡蛋白 BCL2 表达上调,凋亡细胞数量明显减少。这一结果证实了 tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3 在宫内干预中的治疗潜力。


研究结论与意义


本研究首次系统地揭示了 tsRNA 在 DA 中的表达特征,鉴定出以 tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3 为核心的新型生物标志物组合,为 DA 的非侵入性产前诊断提供了新工具。机制研究明确了 tRF-58:76-Tyr-GTA-2-M3/SUFU/GLI1 调控轴在 DA 发病中的关键作用,阐明了凋亡异常与 Hedgehog 信号通路失调的内在联系,补充了 DA 发病机制的理论体系。此外,大鼠模型中的宫内治疗实验为 DA 的早期干预提供了潜在策略,尽管临床转化仍需克服伦理和技术挑战,但该研究为先天性消化道畸形的治疗开辟了新方向。

综上所述,这项研究不仅在基础科学层面深化了对 DA 发病机制的认识,更在临床应用层面展现了 tsRNA 作为诊断和治疗靶点的双重价值,为改善 DA 患儿的预后提供了重要的科学依据和创新思路。

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