“纳米疗法”！中山大学合作发文：揭示结直肠癌有效治疗新策略

8月17日，中山大学研究团队与贵州省人民医院研究人员合作在期刊《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》上发表了题为“tsRNA-GlyGCC promotes colorectal cancer progression and 5-FU resistance by regulating SPIB”的研究论文，在这项研究中，研究人员揭示了人结直肠癌组织中tRNAs的特征，并确认了一种特定的5'tiRNA-Gly-GCC（tsRNA-GlyGCC），其在结直肠癌组织中上调，并由METTL1介导的N(7)-甲基鸟苷tRNA修饰所调节。体外和体内实验揭示了tsRNA-GlyGCC在结直肠癌5-FU耐药中的致癌作用。尤其是，本研究结果表明，tsRNA-GlyGCC通过靶向SPIB调节JAK1/STAT6信号通路。合成聚(β-氨基酯)辅助递送5-FU和tsRNA-GlyGCC抑制剂，可有效抑制肿瘤生长，增强结直肠癌对5-FU的敏感性，且对皮下肿瘤无明显不良影响。综上，本研究揭示了CRC进展过程中特有的tsRNA-GlyGCC参与的通路。将tsRNA-GlyGCC作为靶点与5-FU联合治疗可能为治疗5-FU耐药性CRC提供了有前景的纳米疗法策略。

https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-024-03132-6#Sec35

背景知识

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结直肠癌（CRC）是全球最常见的恶性肿瘤，在癌症相关死亡中排名第二。手术和化疗是CRC的主要治疗方法。然而，由于治疗后高复发率和转移率，CRC患者的预后仍然不佳。目前，化疗药物是进展期和转移性CRC患者的主要治疗选择。5-氟尿嘧啶（5-FU）是治疗CRC的常用单药或系统化疗的关键成分。虽然5-FU或基于5-FU的联合化疗方案有积极作用，但晚期CRC患者的预后仍然不佳，因为患者对药物产生了耐药性。为了识别新的生物标志物或治疗靶点，有必要彻底研究CRC和5-FU耐药的病理机制。

到目前为止，许多研究都集中在非编码RNA上。然而，一种新型的非编码RNA——tRNA（一种众所周知的氨基酸载体）逐渐引起了研究人员的兴趣。tRNA可以在细胞中被切割成几个片段，这些片段被认为是细胞中的“垃圾”。最近的研究揭示，这些片段在包括表观遗传调控、mRNA稳定性抑制和翻译抑制在内的多种细胞过程中发挥着重要作用。因此，这些片段被识别为一类新的小非编码RNA，称为tRNA衍生的小RNA（tsRNAs）。根据酶识别位点和长度，tsRNAs可以分为两种类型：tRNA一半和更小的tRNA片段（tRFs）。最近的研究表明，tsRNAs与肿瘤发生密切相关。尽管人们对tsRNA的兴趣日益浓厚，但其生成机制和作用机制仍知之甚少。需要进一步的研究来阐明tsRNA在生理和病理过程中的功能和机制。

药物耐药被认为是结直肠癌抗肿瘤治疗的关键因素。新兴证据表明，tRNAs在多种肿瘤中调节药物耐药性。例如，在三阴性乳腺癌细胞中上调的tDR-0009和tDR-7336维持了白细胞介素-6的活性，通过激活下游通路最终导致多药耐药。另一项研究表明，tRF-30-JZOYJE22RR33和tRF-27-ZDXPHO53KSN在HER2阳性乳腺癌细胞中诱导曲妥珠单抗耐药。基于tRNAs的多功能特性，值得研究tRNAs在5-FU耐药性中的潜在机制。

tsRNA-GlyGCC在体外具有致癌作用

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tsRNA-GlyGCC在结直肠肿瘤组织和细胞系中表达上调，特异性的tsRNA-GlyGCC抑制剂能够显著降低tsRNA-GlyGCC的表达。研究人员研究了tsRNA-GlyGCC抑制剂和模拟物对细胞增殖的影响。如图1A所示，tsRNA-GlyGCC抑制剂显著降低了细胞增殖，而模拟物促进了细胞增殖。此外，结肠形成实验表明，tsRNA-GlyGCC抑制剂显著减少了结肠形成和迁移。流式细胞术分析显示，tsRNA-GlyGCC抑制剂增加了结直肠癌细胞的凋亡。另外，WB结果表明，BCL2在tsRNA-GlyGCC抑制剂组的表达降低，而BAX在tsRNA-GlyGCC抑制剂组的表达升高。由于tsRNA-GlyGCC与肿瘤转移有关，因此研究人员评估了tsRNA-GlyGCC抑制剂在结直肠癌细胞球体中的抗肿瘤效果。结果表明，tsRNA-GlyGCC抑制剂显著减少了细胞球体的数量和大小。qPCR结果显示，tsRNA-GlyGCC在细胞球体中高度表达。此外，蛋白质免疫印迹结果表明，tsRNA-GlyGCC抑制剂降低了CD44和CD133等干细胞标志物的蛋白水平，以及更具体的CSC相关标志物L1CAM、EphB2和LGR5的蛋白水平。

图1：tsRNA-GlyGCC促进结直肠癌细胞增殖并降低细胞凋亡

tsRNA-GlyGCC在体内促进结直肠癌对5-FU的耐药性

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肿瘤干细胞的存在与耐药密切相关。KEGG分析显示，tsRNA-GlyGCC的靶基因在肿瘤中富集，主要富集在JAK-STAT和PI3K-AKT信号通路。研究人员检测了tsRNA-GlyGCC在5-FU耐药细胞中的作用。首先，按照上述方法建立CRC 5-FU耐药细胞株，并计算耐药指数。HCT116和SW480 5-FU- r细胞在5-FU诱导结束时耐药指数均> 100。通过qPCR和FISH检测，研究人员发现tsRNA-GlyGCC在5-FU耐药细胞株中升高，并且tsRNA-GlyGCC抑制剂显著降低了HCT116/R和SW480/R细胞的抑制浓度(IC50)值，表明tsRNA-GlyGCC在CRC 5-FU耐药中的潜在作用。为了研究tsRNA-GlyGCC在体内的作用，研究人员使用HCT116/R细胞建立裸鼠移植瘤模型，然后通过局部注射NC激动剂/拮抗剂r或tsRNA-GlyGCC激动剂/拮抗剂。通过评估肿瘤重量和体积，研究人员观察到tsRNA-GlyGCC拮抗剂抑制了肿瘤的生长，并且tsRNA-GlyGCC拮抗剂和5-FU的协同作用显著降低了肿瘤重量和体积。另外，tsRNA-GlyGCC拮抗剂可降低肿瘤组织中Ki67的表达，增加细胞凋亡。

研究小结

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总之，tsRNA-GlyGCC在CRC中起肿瘤生成作用，通过靶向SPIB并调节JAK1/STAT6信号通路促进CRC对5-FU的耐药性。本研究首次阐明了CRC对5-FU耐药的tsRNA-GlyGCC机制，并展示了一种有效的CRC治疗策略，即使用PAE@5-FUts-抑制剂复合物靶向tsRNA-GlyGCC，为5-FU敏感和耐药的CRC提供了一种潜在的纳米疗法选择。（转化医学网360zhyx.com）

【参考资料】

https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-024-03132-6#Sec35

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