综述:tRNA衍生小RNA(tsRNAs)在心血管疾病中的作用:生物发生、功能及治疗靶点

【字体: 时间:2025年08月22日 来源:Frontiers in Cardiovascular Medicine 2.9

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  这篇综述系统阐述了tRNA衍生小RNA(tsRNAs)在心血管疾病(CVD)中的多重角色,涵盖其生物发生机制、分类(如tRFs和tiRNAs)及功能调控网络(如miRNA样基因沉默、蛋白翻译调控)。重点解析了tsRNAs在心肌梗死(MI)、动脉粥样硬化(AS)、心脏肥厚等疾病中的诊断潜力(如血浆标志物)和治疗靶点价值(如调控凋亡、纤维化),为心血管医学提供了RNA干预新视角。

  

引言

tRNA衍生小RNA(tsRNAs)是一类由前体或成熟tRNA在缺氧、氧化应激等条件下切割产生的非编码RNA。近年研究发现,tsRNAs通过表观遗传修饰、细胞间信号传递等机制参与心血管疾病(CVD)的发生发展,其高稳定性使其成为理想的生物标志物和干预靶点。

tsRNA的分类与发现

tsRNAs可分为tRNA衍生片段(tRFs)和应激诱导tRNA半分子(tiRNAs)。tRFs按切割位点分为tRF-1(3'端序列)、tRF-5(5'端片段)等亚型;tiRNAs则包括5'-tiRNA和3'-tiRNA,前者能抑制蛋白翻译。技术进步如PANDORA-seq克服了传统RNA测序对修饰tsRNAs的检测局限,揭示了其在组织特异性表达中的保守性。

tsRNA的生物学功能

  1. 1.

    miRNA样基因沉默:tRF-5/tRF-3与Argonaute(Ago)蛋白结合形成RISC复合体,降解靶mRNA(如抑制JAG2基因)。

  2. 2.

    蛋白翻译调控:5'tRF-Ala通过伪尿苷化修饰阻断PABPC1,而tRF-Leu-CAG通过修饰mRNA二级结构促进RPS28翻译。

  3. 3.

    细胞周期与凋亡:tiRNA与细胞色素c(Cyt c)结合抑制凋亡小体形成,而tRF-1001缺失导致G2期阻滞。

  4. 4.

    新型表观因子:精子tsRNA(如5'-tsRNA)通过DNMT2依赖机制介导跨代代谢异常遗传。

tsRNAs在心血管疾病中的潜在作用

心肌梗死(MI)

缺血再灌注损伤中,tRF-50304通过稳定促凋亡基因加剧心肌死亡,而tsr007330通过抑制NAT10/EGR3轴减轻纤维化。血浆tiRNA-Lys-TTT-1-34在损伤后6小时升高,具备早期诊断价值。

动脉粥样硬化(AS)

tRF-Gly-GCC-009促进血管平滑肌细胞(VSMC)迁移和单核细胞黏附,而tsRNA-5001a通过m6A修饰调控BCL2表达稳定斑块。纳米塑料暴露诱导的tiRNA-Glu-CTC通过Cacna1f基因加剧血管损伤。

心脏肥厚

核编码tRF-1-tRNA-Gly-CCC靶向Timp3基因促进肥厚标志物(ANF、β-MHC)表达,而线粒体tRF(如mt-tRF-Glu-UUC)突变与遗传性肥厚型心肌病相关。

主动脉夹层(AD)

5'tiRNA-Cys-GCA下调通过STAT4通路驱动VSMC表型转化,而tRF-1:30-chrM.Met-CAT通过抑制p53加速平滑肌增殖。

肺动脉高压(PAH)

ANG介导的tsRNA(如tRF-Glu-CTC)通过caspase-3轴调控内皮凋亡,i-tRF-31:54-Val-CAC-1靶向BMPR2基因促进疾病进展。

结论与展望

tsRNAs通过多层面调控网络参与CVD,兼具诊断和治疗潜力。未来需结合多组学技术解析其动态调控机制,并开发靶向递送系统,推动心血管精准医学发展。

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