tRF-21LeuTAA 通过改变谷胱甘肽代谢酶来促进氧化应激，从而支持前列腺癌的进展开放获取

来源：作者：人气：-发表时间：2025-12-02 12:39:00【大中小】

摘要：tRNA衍生的小RNA tRF-21通过核内调控LAP3表达和细胞质中抑制GSTM3活性。

tRNA衍生小RNA

tRF-21通过调控谷胱甘肽代谢酶促进前列腺癌进展。

研究背景与意义

转移RNA（tRNA）衍生的小RNA（tRFs）作为一类新兴的非编码RNA，近年来被发现参与多种生理过程和疾病，包括肿瘤发生。然而，tRFs在前列腺癌中的具体作用机制尚未明确。本研究首次揭示了tRF-21通过核内转录调控和胞质中RNA干扰双重机制，影响谷胱甘肽（GSH）代谢酶活性，导致活性氧（ROS）积累，进而激活AKT通路，推动前列腺癌发展。这一发现为前列腺癌的分子机制研究和靶向治疗提供了新思路。

图1 tRF-21LeuTAA通过调控谷胱甘肽代谢酶促进氧化应激从而支持前列腺癌进展

核心发现与机制解析

1. tRF-21的核内转录调控机制

研究表明，tRF-21通过结合LAP3启动子区域的特定保守序列（BS1），招募P300（组蛋白乙酰转移酶）和STAT1（信号转导与转录激活因子），增强H3K27ac修饰水平，从而激活LAP3转录。LAP3作为谷胱甘肽降解酶，其过表达导致GSH水平下降，间接促进ROS积累。实验通过ChIP测序和RIP验证了P300与STAT1在tRF-21介导的LAP3调控中的关键作用。

2. tRF-21的胞质RNA干扰机制

tRF-21在胞质中通过结合AGO2（RNA诱导沉默复合体核心组分），抑制谷胱甘肽S-转移酶μ3（GSTM3）的mRNA稳定性，降低其酶活性。GSTM3作为ROS清除的关键酶，其抑制导致胞内ROS水平升高，进一步激活AKT通路。这一机制与核内调控形成互补，共同促进肿瘤进展。

3. LAP3的促癌效应与GSH代谢轴

LAP3的Cys-Gly二肽酶活性通过降解GSH生成半胱氨酸（Cys）和甘氨酸（Gly），使ROS生成增加。同时，LAP3活性增强的AKT通路通过磷酸化mTORC2和抑制PTEN功能，促进细胞增殖、迁移和抗药性。动物实验证实，LAP3敲除显著抑制裸鼠移植瘤的生长，并提高化疗敏感性。

4. 临床相关性

研究发现，tRF-21和LAP3在前列腺癌组织中的高表达与患者不良预后（如进展期、化疗抵抗）显著相关。Kaplan-Meier分析显示，核定位的tRF-21（tRF-21N）和胞质定位的tRF-21（tRF-21C）均与患者无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）缩短相关。多因素回归分析进一步验证了tRF-21N和临床分期为独立预后风险因素。

创新点与理论贡献

- 双重调控机制：首次阐明tRF-21通过核内表观遗传调控（H3K27ac修饰）和胞质非编码RNA（RNAi）双重通路协同作用，这一机制可能为其他tRFs的功能研究提供范式。

- 代谢-信号通路耦合：揭示了GSH代谢酶（LAP3/GSTM3）与ROS- AKT通路之间的分子联系，补充了氧化应激在肿瘤代谢调控中的理论。

- 临床转化潜力：提出靶向tRF-21或其下游效应分子（如LAP3、GSTM3）作为前列腺癌治疗的潜在策略，并首次将tRF-21与患者生存结局直接关联。

图2 前列腺癌中tRNALeuTAA来源的小RNA tRF-21的鉴定、表征及其靶基因研究

与现有研究的对比与补充

- 与tRNA功能研究的关联：传统认为tRNA主要参与翻译调控，但本研究的发现扩展了tRFs的功能边界，表明其可通过表观遗传修饰直接调控肿瘤相关基因。

- 与其他tRFs功能的异同：与已知的tRF-315（通过抑制GADD45A促进耐药）不同，tRF-21通过激活AKT通路促进增殖和迁移，凸显了tRFs功能的多样性。

- 与氧化应激理论的融合：将tRF介导的GSH代谢调控整合到ROS积累和肿瘤微环境理论中，为解释肿瘤代谢重编程提供了新视角。

研究局限与未来方向

样本多样性不足：目前研究主要基于前列腺癌组织样本，需进一步验证其在不同亚型（如激素敏感/抵抗型）和不同分期患者中的普适性。

- 分子机制深度：tRF-21与P300/STAT1的相互作用机制（如是否形成三元复合物）仍需结构生物学验证。

- 治疗策略探索：针对LAP3或GSTM3的小分子抑制剂（如已验证的bestatin）的体内疗效需通过临床前模型进一步评估。

结论

本研究系统解析了tRF-21在前列腺癌中的促癌机制，首次揭示其通过“核-胞质”双通道调控GSH代谢酶的分子网络。这一发现不仅深化了对tRFs功能机制的理解，更为靶向氧化应激代谢轴提供了理论依据。未来研究可聚焦于开发tRF-21靶向药物（如核酶抑制剂）或LAP3/GSTM3联合疗法，以改善前列腺癌患者预后。

参考资料

[1] tRF-21LeuTAA Promotes Oxidative Stress by Altering Glutathione Metabolic Enzymes to Support Prostate Cancer Progression