來自中國首都醫科大學附屬北京天壇醫院/北京市神經外科研究所的劉佰運團隊最新研究發現,源自於轉運RNA的小RNA(tsRNA)在創傷性腦損傷後發生了顯著性的變化,提示其有可能在創傷性腦損傷誘發的繼發性腦損傷中發揮重要作用,並有可能成為創傷性腦損傷治療的潛在靶點。
tsRNA是一種新發現的調節性小RNA,參與多種生物學過程,包括精子成熟、腫瘤的發生和發展、應激反應及表觀跨代遺傳等。物種間高度保守的tRNA在遺傳或環境應激條件下,包括炎症、氧化應激以及代謝紊亂等,經不同的酶促反應而產生tsRNA。越來越多的研究表明,tsRNA的異常可導致神經功能的紊亂,而且在神經退行性疾病中發揮一定的作用。然而tsRNA是否參與創傷性腦損傷誘發的繼發性損傷並不明瞭。
為了探索tsRNA在繼發性損傷中的作用,劉佰運團隊在受控皮質衝擊模型的基礎上利用tsRNA測序發現創傷性腦損傷後103種tsRNA的表達發生了顯著性變化。透過將tsRNA測序與常規轉錄組相結合,並基於tsRNA與miRNA作用機制的相似性及表達相關性分析,他們發現異常表達的tsRNA主要與神經炎症及突出功能相關。該研究為理解創傷性腦損傷後的繼發性損傷的發病機制提供了新的思路。
這項成果撰寫的文章發表在《中國神經再生研究(英文版)》雜誌2022年2期。
文章摘要:來源於轉運RNA的小RNA (tsRNA)是一種新發現的調節性小RNA,可參與多種生物學過程。越來越多的研究表明,tsRNA的異常可導致神經功能的紊亂,且在神經退行性疾病中發揮一定的作用,然而其是否也參與到創傷性腦損傷誘發的繼發性損傷並不明瞭。為此,實驗以控制性腦皮質撞擊法建立創傷性腦損傷模型,採用整合的tsRNA和mRNA轉錄組測序進行分析。結果可見,與正常小鼠相比,損傷後72h小鼠大腦皮質中有103種tsRNA存在差異表達,其中56種上調,而47種下調。基於miRNA樣的種子匹配機制,並透過Pearson相關性分析,鑑定出57種差異表達的tsRNA-mRNA相互作用對,其中包含29種tsRNA和26種mRNA。此外,靶基因的基因本體註釋揭示了顯著豐富術語主要與炎症和突觸功能有關。由此說明tsRNA可能與創傷性腦損傷誘發的繼發性腦損傷有關,且可能成為創傷性腦損傷治療的潛在靶點。實驗於2019年4月11日經北京神經外科研究所動物倫理委員會批准(批准號20190411)。
文章關鍵詞:創傷性腦損傷;源自轉移RNA的小RNA;突觸功能;炎症;下一代測序;繼發性損傷;基因集富集分析;轉運RNA;神經退行性疾病;綜合分析
文章來源:Xu XJ, Yang MS, Zhang B, Ge QQ, Niu F, Dong JQ, Zhuang Y, Liu BY (2022) Genome-wide interrogation of transfer RNA-derived small RNAs in a mouse model of traumatic brain injury. Neural Regen Res 17(2):386-394.