澳科大中药质量研究国家重点实验室在核糖核酸修饰研究上取得重要进展

准确的鉴定和定位核糖核酸(RNA)修饰位点是阐明RNA修饰生物功能和开发疾病治疗新靶点的首要步骤，也是目前RNA修饰研究的主要难点之一。澳门科技大学中药质量研究国家重点实验室主任姜志宏讲座教授和张伟副教授团队开发了一系列基于探针、化学标记-测序分析法用于RNA化学修饰的高通量定位研究。

与测序技术相比，液相色谱-质谱具有高分辨率、高通量和痕量分析的独特优势，已成为核酸修饰表征的最有力的工具之一。研究团队开发了一种生物质谱和嵌合体探针定向水解联用技术，可实现对任意转运核糖核酸(tRNA)修饰进行全序列解析。与传统方法相比，该方法可控性更强，可将tRNA水解片段控制在最佳长度，更适用于质谱技术分析，从而解决同分异构类型修饰鉴定和定位难题（研究成果发表于分析化学领域权威期刊 Analytical Chemistry, 2021, 93:1423）。为了克服小片段(phe^(GAA)时获得了几乎100%的碱基覆蓋率 （研究成果发表于Analytical Chemistry, 2023, 95: 686）。此外，研究团队将TMSD和MTBSTFA衍生化拓展应用到单核苷酸产物，用于量化碱基。不仅提高了分离度，不同类别的核苷酸还表现出独特的离子对，从而解决了电离效率低及不能直接检测氧化核苷酸修饰等局限性（研究成果发表于Analytical Chemistry, 2019, 91: 1019及Journal of Pharmaceutical Analysis, 2022，12： 77）。

利用上述平台技术，研究团队对RNA化学修饰水准及动态变化规律进行了系列研究，并取得了一系列研究成果。如首次发现肿瘤细胞中tRNA^phe(GAA)第37位鸟苷酸修饰变化（由OHyW变为imG-14）可显著增加肿瘤对紫杉醇的耐药性。这个发现为tRNA修饰在肿瘤耐药形成过程中的调控作用提供了直接证据，干预imG-14—TYW2耐药通路可能是一种有效逆转肿瘤耐药的全新策略（研究成果发表于生物化学与分子生物学权威期刊 Nucleic Acids Research, 2021, 49: 38)。此外，研究团队研究了杀虫剂啶虫脒诱导的氧化应激对人肝细胞tRNA修饰的影响，结果表明tRNA^phe([Gm]AA) 15位的鸟嘌呤氧化引起CUC[m¹A]Gp修饰显著上调，从而可能进一步影响tRNA^phe的结构稳定性及其功能（研究成果发表于环境科学权威期刊Environment International, 2023, 178: 108038）。

RNA化学修饰高通量分析技术平台一方面可以进一步应用于中药材的质量控制与评价标准，另一方面亦可深入研究具有调节tRNA修饰功能的中药物质基础和作用机制。

上述研究成果得到了澳门科学技术发展基金 (基金编号：0023/2019/AKP和0077/2019/A2) 的资助。

发表论文：

Analytical chemistry,2023, 95, 686-694. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c02302

Environment International, 2023, 108038. https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108038

Journal of Pharmaceutical Analysis, 2022, 12, 77-86. https://doi.org/10.1016/j.jpha.2021.01.001

Nucleic acids research, 2021, 49, 38-52. https://doi.org/10.1093/nar/gkaa1164

Analytical Chemistry, 2021, 93, 1423-1432. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.0c03307

Analytical chemistry, 2019, 91, 1019-1026. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b04281