一种新的候选肿瘤抑制因子tRF-Ser通过调节CNBP/HSPA8轴抑制胃癌进展
胃癌（GC）是一种高度侵袭性的恶性肿瘤，预后较差。tsRNA与肿瘤发生有关，但其在GC进展中的确切机制仍不完全清楚。我们发现了一种新的tsRNA，tRF-Ser，在GC组织和细胞系中显著下调，其表达与有利的生存相关。在功能上，tRF-Ser通过抑制上皮-间质转化（EMT）、诱导铁死亡和增强对5-氟尿嘧啶化疗的敏感性来发挥肿瘤抑制作用。机制上，tRF-Ser直接与CNBP结合，促进其在细胞质中积累，阻止其与HSPA8启动子结合下调HSPA8。然后，tRF-Ser/CNBP/HSPA8轴通过抑制β-catenin核易位抑制EMT，并通过促进STUB1介导的GPX4泛素化降解促进铁死亡。我们的研究揭示了tRF-Ser/CNBP/HSPA8轴可能通过调节能量代谢来抑制GC的进展，这突出了靶向该轴治疗GC的治疗潜力。本文于2026年3月发表于 Cell Death and Disease（IF=9.6）上。
技术路线：
结果：
1）tRF-Ser 在胃癌中表达下调，并与良好的生存率相关
对四个配对的GC/相邻组织中的tRF /tiRNAs进行高通量测序，鉴定出一种新的5 '衍生的tsRNA，tRF-1:16-Ser- CGA-4（命名为tRF-Ser；图1A，B）。通过测序，GC组织中tRF-Ser显著下调（图1A），在我们中心的90例GC患者的独立队列中也观察到类似的结果（图1C）。在临床上，低tRF-Ser表达预示较差的总生存期（图1D）。与临床结果一致，与正常胃上皮细胞（GES-1）相比，多个胃上皮细胞（HGC-27、AGS和MKN-45）中的tRF-Ser减少（图1E）。亚细胞定位显示，GES-1细胞的核和细胞质分布占主导地位，但GC细胞的核信号明显减少（图1F，G）。综上所述，这些结果确定了tRF-Ser是GC中具有预后和治疗潜力的新型下调tsRNA。
2）tRF-Ser在体外抑制GC进展
为了阐明tRF-Ser在GC进展中的生物学功能，我们使用MKN-45 （tRF-Ser的最低内源性表达）和HGC-27 （tRF-Ser的最高内源性表达）细胞系转染tRF-Ser模拟物或抑制剂和稳定的慢病毒过表达或敲低。tRF-Ser异位表达显著抑制细胞增殖（图2A-D），诱导G1期细胞周期阻滞（图2E，F），减少细胞侵袭和迁移（图2G-I），抑制EMT （图2J）。相反，tRF-Ser敲低促进了这些恶性活动。这些结果提示，在GC中，tRF-Ser可能是一个关键的肿瘤抑制因子。
3）tRF-Ser与CNBP蛋白结合并调节其亚细胞定位
为了揭示tRF-Ser介导的GC抑制的潜在机制，我们采用RNA下拉结合银染色和质谱法来鉴定潜在的结合伙伴。在差异银染带对应的蛋白中，CNBP （19 kDa）的匹配评分最高（图3A-D）。然后，为了筛选可能与tRF-Ser相互作用的蛋白，我们根据候选蛋白评分的排名选择了CNBP、RPS16和CST6进行独立的RNA下拉实验。值得注意的是，只有CNBP被tRF-Ser拉，而非其反义RNA（图3C）。此外，tRF-Ser和CNBP之间的特异性相互作用通过RIP（图3E）和CLIP测定（图3F）核细胞质分离（图3G，H，J，K）和IF（图3I，L）检测显示，tRF-Ser表达与CNBP核积累负相关。tRF-Ser的过表达促进了CNBP在细胞质中的积累，而tRF-Ser的下调则增加了其在细胞核中的富集。为了功能性地询问GC中的tRF-Ser/CNBP轴，我们建立了CNBP过表达模型，并选择si-CNBP-2（表现出最高的敲除效率）进行拯救实验。CNBP敲低可有效逆转tRF-Ser敲低诱导的促癌作用，包括减少增殖/侵袭和加重G1阻滞（图3M-P）。结果提示tRF-Ser可能通过抑制CNBP的核定位来发挥其肿瘤抑制作用。
4）tRF-Ser/CNBP轴转录抑制HSPA8以抑制GC进展
为了进一步探索tRF-Ser的分子机制，我们对tRF-Ser过表达和对照处理的MKN-45细胞进行了RNA测序。热图（图4A）、火山图（图4B）和qRT-PCR分析（图4C、D）显示，在前11个候选基因中，HSPA8是调控最显著的靶基因，WB分析（图4E、F）也显示，tRF-Ser负调控HSPA8的表达。过表达HSPA8可有效逆转tRF-Ser过表达的肿瘤抑制作用，恢复细胞增殖、侵袭和细胞周期进程的能力（图4G，H）。这些发现表明，tRF-Ser可能通过靶向HSPA8抑制GC进展。鉴于我们的RNA-seq数据表明，tRF-Ser转录抑制HSPA8，我们假设这种作用是通过抑制CNBP核定位介导的。有几条证据支持这种机制上的联系。首先，生物信息学分析（GEPIA；图4I）和我们的数据（图4J）显示CNBP和HSPA8表达之间存在显著的正相关。其次，调节CNBP表达（通过过表达或敲低）相应地改变HSPA8 mRNA和蛋白水平（图4K，L）。第三，NCBI数据库分析显示HSPA8启动子区具有与CNBP识别基序高度匹配的序列（图4M，N）。这种相互作用在功能上得到了验证：ChIP-qPCR发现CNBP在HSPA8启动子中富集（图4O），双荧光素酶报告基因检测显示，CNBP过表达增强了WT荧光素酶活性，在MT中激活减弱（图4N，P）。最后，拯救实验证明了HSPA8在CNBP通路中的功能必要性。敲低HSPA8可有效逆转CNBP过表达的致瘤作用，抑制增殖和侵袭，诱导细胞周期阻滞（图4Q-S）。总的来说，tRF-Ser/CNBP轴转录抑制HSPA8以抑制GC进展。
5）tRF-Ser/CNBP/HSPA8轴抑制GC进展
HSPA8作为调控肿瘤进展的关键基因，已被证明通过多种机制驱动恶性肿瘤（图5A）。在拯救实验中，CNBP敲低逆转了tRF-Ser敲低的作用，抑制EMT并促进铁死亡（图5B）。此外，HSPA8过表达逆转了tRF-Ser过表达引起的肿瘤抑制作用（图5C-E）。然后，HSPA8敲低阻断CNBP过表达的促肿瘤作用，抑制β-catenin核易位和EMT，同时促进铁死亡（图5F-J）。机制上，我们的结果表明，CNBP敲低缩短了GPX4蛋白的半衰期，蛋白酶体抑制剂MG132逆转了这一作用（图5K-M）。CNBP过表达抑制GPX4泛素化，HSPA8敲低可逆转这一作用（图5N）。此外，双向Co-IP分析显示，CNBP过表达破坏了STUB1和GPX4之间的结合（图5O，P）。最后，我们验证了整个tRF-Ser/CNBP/HSPA8调控轴。泛素化实验显示，CNBP过表达可逆转tRF-Ser诱导的GPX4泛素化（图5Q）。IF实验发现，tRF-Ser过表达抑制了细胞核中CNBP和β-catenin的积累（图5R，S）。
6）tRF-Ser在体内抑制肿瘤生长和转移，增强5-FU在GC中的敏感性
两种不同模型的体内功能研究表明，tRF-Ser发挥了其肿瘤抑制作用。首先，在皮下异种移植物中，tRF-Ser过表达显著损害肿瘤生长，减少肿瘤体积和重量（图6A-D），而其下调则增强肿瘤发生（图6G-I）。WB和IHC对这些异种移植物的分子分析显示，tRF-Ser过表达组的EMT标记物、GPX4和HSPA8下调（图6E，F）。其次，在肺转移模型中，tRF-Ser过表达可显著降低肺转移负荷，表现为转移结节数量和大小的减少（图6J-N）。总之，这些发现表明，tRF-Ser可能在体内抑制GC的进展和转移。鉴于已知tRF-Ser通过抑制EMT和促进铁死亡来抑制GC，我们研究了它是否也通过扰乱能量代谢来增强对5-FU的敏感性。功能实验表明，tRF-Ser使GC细胞对5-FU增敏。在5-FU处理下，tRF-Ser过表达细胞的细胞活力显著降低，而tRF-Ser低表达细胞的细胞活力显著提高（图6O，P）。然后我们评估了一种新的组合策略：tRF-Ser过表达与Erastin和5-FU联合。在体外，与任何单一或双重处理相比，这种三联用药协同增加MDA水平和消耗GSH更有效（图6Q，R）。在体内，与所有其他组相比，它产生了最明显的抗肿瘤作用，显著减少了皮下肿瘤的体积和重量（图6S-V）。组织学和生化分析显示，在三联治疗组中，Ki-67、GPX4和HSPA8的表达显著降低，MDA水平升高（图6W，X）。总之，我们的研究结果表明，tRF-Ser可能通过多种功能抑制GC进展：抑制EMT，诱导铁死亡，并使肿瘤对5-FU化疗敏感。
结论：
我们发现了一种特定的 tsRNA，即tRF-Ser，其在GC中显著下调。我们发现 tRF-Ser 能够抑制EMT，激活铁死亡，并使胃癌细胞对5-FU化疗更敏感。机制上，tRF-Ser 与CNBP 结合，调节其核定位以及随后 HSPA8 基因的激活。tRF-Ser/CNBP/HSPA8轴抑制β-连环蛋白介导的EMT，并促进了 STUB1 依赖性的GPX4 泛素化降解以驱动铁死亡。我们的研究结果表明，tRF-Ser/CNBP/HSPA8 轴可能在GC中发挥关键的调控网络作用，并且是一个有前景的治疗干预靶点。
参考文献：
Jiao J, Wang G, Liu J, Xiao K, Gao Z, Dong D, Shan K, Cui H, Shang L, Li L, Zhang C. A new candidate tumor suppressor tRF-Ser inhibits gastric cancer progression by regulating the CNBP/HSPA8 axis. Cell Death Dis. 2026 Mar 25;17(1):379. doi: 10.1038/s41419-026-08608-1.