最近，小編收到很多小伙伴在銳博生物在線平臺(tái)（www.ribobio.com）咨詢tRFs相關(guān)的研究工具或思路，然后小編搜索關(guān)鍵詞“tRNA-Derived Fragments”，發(fā)現(xiàn)近幾年tRFs發(fā)表文章的數(shù)量，情況是這樣的：
如何研究tRFs？不妨先看這篇Cell Research文章！-肽度TIMEDOO
而近三年tRFs/tRNA來(lái)源的小RNA相關(guān)的國(guó)自然項(xiàng)目也不少！
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tRFs（tRNA-Derived Fragments）是一類長(zhǎng)度<40nt，來(lái)源于tRNA轉(zhuǎn)錄本的非編碼小片段RNA。最近的研究表明，這些小RNA片段具有特定的生物學(xué)功能，如抑制基因表達(dá)、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡和跨代表觀遺傳。通過(guò)對(duì)小RNA片段進(jìn)行高通量測(cè)序和分析可鑒定tRFs，并且它們可對(duì)應(yīng)到已知的tRNA基因。根據(jù)tRFs在初級(jí)或成熟tRNA轉(zhuǎn)錄本上的映射位置，可將其分為不同的類型：
  • tiRNA (tiR)或tRNA halves：由應(yīng)激(和饑餓)誘導(dǎo)的tRNA片段，通過(guò)在成熟tRNAs的反密碼子環(huán)中特異性切割而產(chǎn)生，長(zhǎng)約31-40個(gè)堿基，在非應(yīng)激條件下也可檢測(cè)到。根據(jù)它們是否包含反密碼子切割位點(diǎn)的5’或3’序列，tiR有兩個(gè)亞類：5tiR從成熟tRNA的5’末端開(kāi)始并在反密碼子環(huán)中終止，而3tiR從反密碼子環(huán)開(kāi)始并在成熟tRNA的3’末端終止。
  • 另一類tRNA衍生的小RNAs長(zhǎng)約14-30nt，這些小RNAs與miRNAs類似，具有5’磷酸和3’羥基，并且由于其與miRNA的大小相似而受到廣泛關(guān)注。根據(jù)其映射位置，這些tRFs可分為三種類型：tRF-5、tRF-3和tRF-1。tRF-5和tRF-3分別從成熟tRNAs的5’和3’末端產(chǎn)生，而tRF-1從初級(jí)tRNA轉(zhuǎn)錄本的3’末端產(chǎn)生。
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tRFs在病毒（皰疹病毒和HIV-1）、古生菌（Haloferax volcanii）、細(xì)菌、原生動(dòng)物（四膜蟲(chóng)）、植物（大麥和水稻胚性愈傷組織）、雞、小鼠和人類中均有報(bào)道。因此，這類小RNAs跨越了整個(gè)進(jìn)化樹(shù)，并且已經(jīng)確定了生物亞群中某些tRFs的生物學(xué)作用。
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tRFs的生物學(xué)作用
已知文獻(xiàn)報(bào)道的tRFs的生物學(xué)功能
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下面小編整理了一篇今年發(fā)表在Cell Research上的文章，研究思路也是很經(jīng)典的從tRF的鑒定、功能研究、作用機(jī)制研究以及到臨床研究，其中涉及的研究工具和方法值得各位小伙伴們借鑒，一起來(lái)看看吧！
研究背景
tRNAs衍生的小RNA已經(jīng)在各個(gè)研究領(lǐng)域得到了廣泛的研究。多項(xiàng)證據(jù)表明，tRNA衍生片段（tRFs）是參與包括基因表達(dá)調(diào)控在內(nèi)的各種生物學(xué)過(guò)程的功能分子，并且tRFs可以抑制蛋白質(zhì)合成。Gebetsberger等人發(fā)現(xiàn)tRFs通過(guò)與mRNA競(jìng)爭(zhēng)核糖體結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)應(yīng)激時(shí)的翻譯。另外，成熟tRNAs特異性切割所產(chǎn)生的tRFs是由氧化應(yīng)激、熱/冷休克、紫外線照射等多種應(yīng)激源誘導(dǎo)的，而tRNAs的內(nèi)源性核苷酸裂解是真核生物中一種廣泛保守的氧化應(yīng)激反應(yīng)。此外，血管生成素(angiogenin, ANG)是一種應(yīng)激激活的核糖核酸酶，參與tRF的生物發(fā)生。酒精的攝入促進(jìn)肝臟中ROS的產(chǎn)生，主要是過(guò)氧化氫(H2O2)和超氧陰離子(O2?)，而氧化應(yīng)激在AFLD的發(fā)病機(jī)制中起著重要的作用。雖然tRFs的功能已被廣泛研究，但其在AFLD中的作用和分子機(jī)制尚不清楚。
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廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院何松青教授課題組在Cell Research期刊上發(fā)表了題為Complement C3 activation regulates the production of tRNA derived fragments Gly-tRFs and promotes alcohol-induced liver injury and steatosis的研究論文，闡明了C3活化產(chǎn)物通過(guò)調(diào)節(jié)Gly-tRF的表達(dá)促進(jìn)肝脂肪變性的分子機(jī)制，揭示補(bǔ)體在C3活化階段的抑制和Gly-tRF inhibitors的治療可能是AFLD潛在的和精準(zhǔn)的治療方法。
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研究結(jié)果
1、靶向補(bǔ)體抑制劑CR2-Crry或C3缺陷對(duì)酒精誘導(dǎo)的肝脂肪變性和肝損傷的治療效果
研究表明，C3活化與AFLD的發(fā)展有關(guān)，那么CR2-Crry作為一種補(bǔ)體C3活化的特異性抑制劑對(duì)酒精誘導(dǎo)的肝脂肪變性和炎癥具有怎樣的治療效果呢？研究發(fā)現(xiàn)野生型(WT)小鼠在喂養(yǎng)酒精后血清C3a水平升高，而C3-/-小鼠或CR2-Crry處理則可降低C3a水平，減少C3d的積累，顯著降低酒精誘導(dǎo)的肝脂肪變性。此外，CR2-Crry處理和C3缺陷可顯著降低酒精誘導(dǎo)的小鼠丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）水平的升高，并且對(duì)酒精誘導(dǎo)的炎癥具有保護(hù)作用。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)還證明了CR2-Crry治療可預(yù)防AFLD小鼠肝臟缺血再灌注損傷（IRI）。
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2、補(bǔ)體C3調(diào)節(jié)CYP2E1的表達(dá)
氧化應(yīng)激是導(dǎo)致AFLD發(fā)病的主要因素，CYP2E1作為細(xì)胞色素P450混合功能氧化酶系統(tǒng)成員，其表達(dá)和活性在酒精喂養(yǎng)的WT小鼠中增加，但在C3?/?或CR2-Crry治療小鼠中則降低。而通過(guò)C3a或其降解產(chǎn)物C3a-des-arg（Asp）可恢復(fù)C3?/?小鼠中CYP2E1表達(dá)的降低，再次表明CYP2E1表達(dá)與C3活化有關(guān)。
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3、C3調(diào)節(jié)Gly-tRF表達(dá)導(dǎo)致AFLD小鼠脂肪變性（Gly-tRF的鑒定與功能研究）
氧化應(yīng)激在AFLD的發(fā)展中起著重要作用，而tRNA裂解在氧化應(yīng)激反應(yīng)中是保守的，因此研究人員推測(cè)tRNA衍生片段（tRFs）是AFLD發(fā)展的重要因子。通過(guò)對(duì)短期酒精喂養(yǎng)小鼠肝組織進(jìn)行小RNA高通量測(cè)序發(fā)現(xiàn)酒精喂養(yǎng)小鼠肝臟中的Gly-tRFs表達(dá)上調(diào)。
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隨后，為了研究Gly-tRF在AFLD中的作用，研究人員在AFLD小鼠模型中使用inhibitors來(lái)抑制Gly-tRF在體內(nèi)的表達(dá)。發(fā)現(xiàn)Gly-tRF inhibitors（由銳博生物定制合成【RiboBio】）治療的小鼠血清ALT和AST水平顯著降低，并且可顯著降低酒精誘發(fā)的微泡和大泡性肝脂肪變性，但促炎細(xì)胞因子TNF-α和IL-6不受其影響。另外，Gly-tRF在C3-/-小鼠或CR2-Crry治療小鼠中的表達(dá)顯著降低，但通過(guò)C3a或Asp又可恢復(fù)其表達(dá)。此外，下調(diào)CYP2E1可降低AFLD小鼠肝臟Gly-tRF的表達(dá)。C5缺陷則對(duì)Gly-tRF表達(dá)及肝脂肪變性無(wú)影響。
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4、Gly-tRF參與AFLD小鼠脂質(zhì)代謝途徑的調(diào)控（作用機(jī)制與臨床研究）
接下來(lái)，研究人員在AFLD小鼠模型中研究了與Gly-tRFs相關(guān)的分子機(jī)制。通過(guò)對(duì)Gly-tRF inhibitors治療小鼠的肝組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn)Gly-tRF與AFLD小鼠的脂質(zhì)代謝有關(guān)，Gly-tRF inhibitors下調(diào)了Srebp-1c、Fasn、Lipin1、Acc等脂肪酸合成相關(guān)基因的表達(dá)，上調(diào)了Ppara和Cpt1a等β-氧化相關(guān)基因的表達(dá)。此外，轉(zhuǎn)錄組分析表明Gly-tRF inhibitors可上調(diào)Sirt1的表達(dá)。過(guò)表達(dá)Sirt1可以減輕AFLD小鼠的肝脂肪變性，且下調(diào)了CYP2E1、ANG和Gly-tRF的表達(dá)。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明了Gly-tRF是通過(guò)靶向AFLD小鼠中的Sirt1來(lái)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。
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為了進(jìn)一步探討Gly-tRF調(diào)控Sirt1表達(dá)的分子機(jī)制，研究人員將Gly-tRF mimics和inhibitors（由銳博生物定制合成【RiboBio】）轉(zhuǎn)染到AML12細(xì)胞發(fā)現(xiàn)可分別降低和上調(diào)Sirt1表達(dá)。然后研究人員預(yù)測(cè)了Gly-tRF在Sirt1 3’UTR中的結(jié)合位點(diǎn)，并構(gòu)建熒光素酶報(bào)告基因載體，發(fā)現(xiàn)Gly-tRF mimics和inhibitors可分別降低和增加螢光素酶的表達(dá)，結(jié)合位點(diǎn)突變則不能。此外，將Ago3敲低后Gly-tRF不再抑制熒光素酶的表達(dá)，并且AGO3顯著富集在Gly-tRF。表明AGO3介導(dǎo)了Gly-tRF對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控。
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最后，研究人員檢測(cè)了C3d、CYP2E1、Gly-tRF和Sirt1在AFLD患者和健康對(duì)照組肝臟組織中的表達(dá)。發(fā)現(xiàn)AFLD患者的脂肪積累和肝甘油三酯水平升高，C3d水平升高，并且AFLD患者的CYP2E1和Gly-tRF水平升高。此外，與健康對(duì)照組相比，AFLD患者肝臟組織中Sirt1的表達(dá)明顯下降。
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以上結(jié)果闡明了C3調(diào)節(jié)肝脂肪變性和炎癥的分子機(jī)制。C3活化產(chǎn)物C3a和Asp通過(guò)介導(dǎo)CYP2E1的表達(dá)促進(jìn)Gly-tRFs的表達(dá)，而CYP2E1通過(guò)調(diào)節(jié)Sirt1的表達(dá)促進(jìn)肝臟脂肪變性的發(fā)生。補(bǔ)體在C3活化階段的抑制和Gly-tRF inhibitors的治療可能是AFLD潛在的和精準(zhǔn)的治療方法。
原文：Zhong F, Hu Z, Jiang K, et al. Complement C3 activation regulates the production of tRNA-derived fragments Gly-tRFs and promotes alcohol-induced liver injury and steatosis[J]. Cell research, 2019: 1.來(lái)源：銳博生物