科學家設計出一種能觸發(fā)DNA修復的小RNA

科學家設計出一種名為TY1的人工非編碼RNA，它能提升TREX1活性，減少心梗后的DNA損傷和炎癥，減輕心臟組織壞死。這可能開啟一類全新的RNA藥物。

非編碼RNA過去被認為只是“背景噪音”。現(xiàn)在越來越多證據(jù)表明，它們其實有強大生物活性。科學家以人體一種天然的小Y RNA為靈感，設計了名為TY1的人工非編碼RNA。TY1有一個關鍵作用，能上調一個叫TREX1的酶。這種酶負責清除細胞質里的受損DNA，避免免疫系統(tǒng)過度反應。

在心肌梗死研究中，缺血再灌注會讓心臟經歷劇烈氧化應激。受損組織會出現(xiàn)無菌炎癥和細胞死亡，最終形成纖維化疤痕，心室結構變形，心功能下降。氧化應激還會造成嚴重DNA損傷，比如雙鏈斷裂和復制中斷，甚至讓核內的DNA泄漏到細胞質。細胞質DNA會觸發(fā)cGAS STING通路，引發(fā)強烈炎癥反應。

TREX1是處理這些問題的關鍵守門人。當受損DNA超過它的清除能力時，cGAS STING被激活，炎癥像野火一樣擴散，細胞壓力升高，衰老加速。巨噬細胞在這一過程中特別敏感，DNA損傷會讓它們釋放大量炎癥因子。缺乏TREX1的巨噬細胞會表現(xiàn)出更強的炎癥反應，甚至導致系統(tǒng)性自身免疫疾病。

研究團隊意外發(fā)現(xiàn)TY1能增強TREX1表達，于是用它來測試一個長期未被驗證的猜想，提升TREX1是否能對抗炎癥和組織損傷。他們用大鼠和豬的心梗模型做了驗證。治療組的心臟損傷明顯更小，疤痕面積減少，說明TY1確實具有保護作用。

進一步拆解機制時，他們把巨噬細胞的角色單獨拎出來研究。事實證明，巨噬細胞是TY1發(fā)揮保護效果的關鍵。先把動物體內的巨噬細胞耗盡，TY1的作用立刻消失。再把暴露過TY1或TREX1的巨噬細胞轉移給其他動物，同樣能復制保護效果。反過來，如果在TY1處理的巨噬細胞里抑制TREX1，保護作用被完全阻斷。

也就是說，只要巨噬細胞擁有更高的TREX1活性，就具備修復組織、減少心臟損傷的能力。TY1正是通過增加TREX1翻譯效率來實現(xiàn)這一點。它能結合TREX1信使RNA的5'非翻譯區(qū)，提升TREX1蛋白的產生。

為了排除其他原因，研究團隊還設計了一個“亂序版本”的TY1作為對照。這個亂序分子完全沒有效果，進一步說明TY1的作用是特異的，而不是一般非編碼RNA常見的非特異性免疫刺激。

這些發(fā)現(xiàn)把TY1放在了一個非常獨特的位置。它不是microRNA、不是siRNA、不是適配體，也不是反義核酸。它像是開創(chuàng)了一個全新的RNA藥物類別。它的誕生過程也不走“先定靶點再設計藥物”那條傳統(tǒng)路線，而是先從天然囊泡里的神秘RNA入手，發(fā)現(xiàn)活性，再一點一點推回機制，最后才識別出TREX1是關鍵靶點。

研究進一步顯示，TREX1增強不僅能在心梗模型中發(fā)揮作用，它在其他炎癥性或纖維化疾病中也有潛力。團隊此前已經發(fā)現(xiàn)TY1能改善射血分數(shù)保留型心衰和硬皮病這兩種難治性疾病。它可能也適用于處理DNA損傷相關疾病，比如紅斑狼瘡和杜氏肌營養(yǎng)不良。

從更大的視角看，TREX1和cGAS STING這套系統(tǒng)古老到驚人，能追溯到前寒武紀時期，已經存在超過6億年。這告訴我們，基因毒性壓力是生命演化中的核心驅動力，對細胞如何感知壓力、如何決定命運起著根本作用。

TY1提供了一個獨特工具，讓我們能操控這個系統(tǒng)，研究DNA損傷和炎癥在疾病中的深度關聯(lián)。它也讓人看見一種可能，未來的RNA藥物不再只是“阻斷某個通路”，而是直接調節(jié)細胞的壓力反應能力，讓組織更有韌性。