缺氧诱导NSUN2通过调控tRNA-Arg差异性剪切促进结肠癌进展的分子机制

本研究针对缺氧微环境中结肠癌转移机制不清的问题，通过RNA甲基化修饰与tRNA片段（tRFs）调控的视角，揭示了NSUN2介导的tRNA-Arg C34位点m5 C甲基化通过抑制内切酶剪切促进tRF-ArgUCG生成，进而驱动肿瘤转移的分子通路。研究首次阐明缺氧条件下NSUN2-tRF-TRIB1轴的作用，为结肠癌靶向治疗提供新策略。

　　

研究背景与意义
结肠癌作为全球高发恶性肿瘤，转移是治疗失败的主因。缺氧作为肿瘤微环境的核心特征，能通过表观转录组调控（如RNA甲基化）重塑癌细胞行为。近年研究发现，tRNA衍生片段（tRFs）在肿瘤中发挥类miRNA功能，但其在缺氧条件下的生成机制与功能尚不明确。尤其值得注意的是，甲基转移酶NSUN2介导的m⁵
C修饰如何影响tRF选择性剪切，进而调控结肠癌进展，仍是未解之谜。

浙江大学医学院附属第二医院的研究团队在《International Immunopharmacology》发表的研究，首次揭示缺氧通过上调NSUN2诱导tRNA-Arg C34位点特异性甲基化，从而抑制内切酶剪切、促进促转移tRF-ArgUCG生成的新机制。该发现不仅阐明了表观转录组调控与肿瘤代谢适应的关联，更为靶向RNA修饰的抗转移治疗提供理论依据。

关键技术方法
研究采用缺氧培养（1% O₂
）的RKO、SW480和CT-26结肠癌细胞系，通过小RNA测序筛选差异tRFs；结合RNA免疫共沉淀-qPCR（RIP-qPCR）验证NSUN2与tRNA-Arg结合；构建C34位点甲基化突变体（人工m⁵
C修饰）明确功能位点；Transwell实验和肺转移小鼠模型评估转移能力；双荧光素酶报告基因检测tRF-ArgCCG与TRIB1的靶向关系。

研究结果

缺氧诱导tRFs表达差异与转移功能
小RNA测序发现缺氧结肠癌细胞中18个差异tRFs，其中tRF-ArgUCG显著上调，而tRF-ArgCCG/ArgCCU下调。功能实验证实tRF-ArgUCG促进细胞迁移，后两者则抑制转移。

NSUN2介导tRNA-Arg C34甲基化的关键作用
RIP-qPCR显示NSUN2优先结合tRNA-Arg。点突变实验表明C34甲基化可阻止Dicer剪切，促使tRF-ArgUCG生成。动物实验证实NSUN2敲除显著抑制肺转移灶形成。

tRF-ArgCCG靶向TRIB1的调控网络
生物信息学预测结合双荧光素酶实验，首次揭示tRF-ArgCCG通过结合TRIB1（Tribbles同源蛋白1）3'UTR抑制其表达，而TRIB1下调可激活促转移信号通路。

结论与讨论
该研究创新性提出"缺氧-NSUN2-m⁵
C-tRF"调控轴：缺氧上调NSUN2表达，催化tRNA-Arg C34位点甲基化，通过空间位阻效应抑制内切酶剪切，导致促转移tRF-ArgUCG累积和抑癌tRF-ArgCCG减少。这种甲基化依赖性tRF表达失衡，最终通过TRIB1等靶点驱动转移。

研究的意义在于：1）首次建立RNA修饰酶NSUN2与tRF生物发生的因果关系；2）揭示C34作为tRNA-Arg剪切调控的"分子开关"；3）为开发基于tRF或甲基化抑制剂的联合疗法提供新靶点。未来需进一步解析NSUN2在临床样本中的表达模式及其与其他表观遗传调控的交互作用。