非编码RNA是近年来转录组学研究的热点，其中，long non-coding RNA（lncRNA），microRNA，circularRNA是大家研究的非常多的非编码。其实，在small non-coding RNAs世界，除了我们熟知的microRNA之外，还包括piwi-interacting RNAs（piRNAs），small nucleolar RNAs(snoRNAs)和transfer RNAs(tRNAs)。
由于血液供应不足引起的缺血损伤会引起缺血组织的生能行使。其中，缺血性中风会引起成人脑缺血而致残或致死。已有研究表明，缺血性中风会伴随血管生成，在缺血诱导几个小时后，血管生成因子的表达会急速提高。这对于缺血后的神经管修复与中风恢复至关重要。因此，在缺血下诱导的血管生成机制研究显得非常重要。
研究表明，miRNAs在血管内皮细胞和肿瘤细胞中高表达，是血管生成的重要调控因子。另外，PiRNAs也被参与其中。tRNAs是一类长度为73-94nts的RNAs，是蛋白合成过程中的重要参与者。此外，tRNAs也参与细胞沟通，逆转录和目标蛋白降解过程。最近的研究发现，tRNAs可以在5’端发生剪切形成一类新的small RNAs(tRNA halves)，而这个剪切过程会受到一些外在胁迫的诱导。该研究中RNA测序服务由伯豪生物提供。在缺血诱导下，tRNAs会发生剪切行为吗？这个过程会一起什么样的生物学现象呢？本研究对这些过程作了一一解答。
研究结果：1大鼠大脑缺氧后tRNA来源的small RNAs显著增加
为了探究组织局部缺血后引起的small RNAs变化，研究人员对大鼠MACO模型右脑诱导24小时后与对照左侧大脑进行了small RNAs高通量测序检测（由上海伯豪提供）。结果显示，在对照组中，大部分的small RNAs长度为20-24nt。而在缺血组中，大部分small RNAs长度为29-34nt。进一步分析表明，缺血组中的大部分（51.6%）的small RNAs为tRNAs剪切片段。该结果表明，tRNAs来源small RNAs可能在大脑组织缺血时有重要调控作用。
通过与Genomic tRNA Database进行比对分析，研究人员发现这部分small RNAs来源于tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)，同时，他们大部分都是由tRNAs的5’端剪切而来，属于anti-codon loop。这些数据表明，tRNAs来源small RNAs不是随机的由tRNA降解而来，而是在缺血条件下的精密调控而来。
接下来，Northern blot实验也验证了其中上调的tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)来源片段。此外，qPCR分析也表明，这些small RNAs在缺血后24hr，48hr和72hr时都显著提高。
为了进一步探究胁迫诱导的tRNAs剪切过程，研究人员在缺血条件下对不同时间（D1，D2，D3）的下肢组织进行了检测。结果显示，tRNAVal(CAC)片段在D3和D7是增加，而tRNAGly(GCC)片段在D7时增加。同时，研究人员在缺氧条件下也进行了检测。结果显示，血管内皮细胞，48h和72h时，tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)来源片段显著增加。该结果表明，缺血和缺氧条件下，血管内皮细胞的tRNA会发生剪切，进而影响血管生成过程。
为了探究tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)来源small RNAs在血管生成中的作用，研究人员进行外源合成，然后处理血管内皮细胞。结果显示，处理后的细胞增殖受到抑制，迁移能力也减弱，管腔生成受到抑制。因此，tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)来源small RNAs通过影响细胞增殖，迁移和管腔生成而影响血管生成。
已有研究表明血管生成素（ANG），可以在细胞质中剪切tRNA。那么，缺氧条件下产生的tRNA剪切过程是否也是由血管生成素（ANG）引起？结果显示，在缺氧下，ANG定位于纸膜颗粒中。通过对内皮细胞siRNA敲除ANG，诱导缺氧分析，研究人员发现在ANG下调后，tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)来源small RNAs显著减少。因此，该结果表明在缺氧下，ANG会特异性对tRNA的剪切。
非编码RNA的世界真精彩，负责翻译转运的tRNA还有另类角色。该研究从一个全新的角度向我们展示了tRNA来源的small RNA在诱导胁迫下的功能机制。角度新，证据充分，拓宽了我们的视野，相信大家都会觉得有眼前一亮的感觉。
原文出处：Li Q, Hu B, Hu GW, Chen CY, Niu X, Liu J, Zhou SM, Zhang CQ, Wang Y, Deng ZF. tRNA-Derived Small Non-Coding RNAs in Response to Ischemia Inhibit Angiogenesis. Sci Rep. 2016,6:20850.
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