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瑞兴生物RXBio

多组学技术服务与深度数据挖掘 · 从研究设计到实验验证的全流程支持
功能基因组 · 3′ 端加工

PAS-seq 多聚腺苷酸化位点测序

绝大多数基因有不止一个加尾位点,用哪个位点"收尾",决定了 3′UTR 有多长——而 3′UTR 正是 miRNA 和 RNA 结合蛋白的主战场。PAS-seq 在全转录组范围把这些位点一个个测出来,让选择性多聚腺苷酸化(APA)从概念变成可定量的数据。

  • 全转录组 PAS 鉴定
  • 3′UTR 长度与异构体
  • 差异 APA 分析
  • NUDT21 等 APA 因子
  • 动植物均可
RNA≥2 µg细胞 ≥2×10⁶;组织 ≥50 mg 起
3′UTR全景不同 3′UTR 异构体与长度变化一次看清
TTS鉴定转录组范围内的转录终止位点
肿瘤高频失调癌基因常用近端 PAS 形成短 3′UTR
01

技术简介

真核细胞中,大多数蛋白质编码基因和长链非编码 RNA 的 3′ 端会经过切割和聚腺苷化(polyA)。最近的研究表明,绝大多数的 mRNA 具有两个或以上的聚腺苷酸化位点(PAS),因此选择性多聚腺苷酸化(APA)——指具有多个 PAS 的基因——是真核生物的一个重要转录后调控方式。它广泛存在于所有真核生物中,是基因调控的主要机制。

APA 事件不仅可导致编码基因产生多个 3′UTR 长度和序列组成不同的转录异构体,拓展蛋白质组学和功能多样性,而且在基因调控中起重要作用:参与 mRNA 成熟、mRNA 稳定、细胞 RNA 衰变和蛋白质多样化等多种基因调控步骤。

APA 在癌症中经常出现失调,导致癌基因和肿瘤抑制基因表达改变。一个典型规律是:正常细胞中癌基因通常使用远端 PAS 形成长 3′UTR 亚型,而肿瘤细胞往往使用近端 PAS 形成短 3′UTR 亚型。3′UTR 的缩短可能显著减少 miRNA 的抑制作用,使 mRNA 更趋稳定、翻译效率显著提高,进而使相关基因蛋白质表达水平升高。

PAS-seq 是一种检测可变多聚腺苷酸化位点的技术方法。通过 PAS-seq 以及后续的信息学分析,我们可以得到转录组范围内的转录终止位点(TTS)、不同的 3′UTR 分析、差异表达分析。

02

技术优势

直接、便捷

直接测定 3′ 端加尾位点,不需要通过间接指标推断 APA 事件,结果直观。

容易实现

建库路线成熟,实验成功率高,样本适应面广(动植物、细胞、组织均可)。

自有分析流程

从 reads 比对、PAS 鉴定到 PDUI 等 APA 指数计算,全流程自主搭建,参数透明可复现。

个性化服务支持

支持与 eCLIP-seq、CUT&Tag、RNA-seq 数据联合,解析 APA 调控因子与其功能后果,按课题需求定制分析方案。

03

技术流程

1

RNA 提取与质检

提取总 RNA,检测完整性与纯度

2

片段化与富集

RNA 片段化,富集 3′ 末端区域

3

文库构建与测序

构建 PAS 文库,高通量测序获得 3′ 端序列

4

基因组比对

reads 精准比对到参考基因组

5

PAS 鉴定

聚类鉴定多聚腺苷酸化位点与 TTS

6

APA 差异分析

分组间 3′UTR 使用差异与表达分析

PAS-seq 建库原理图
图 1:PAS-seq 建库原理
04

样本要求

不建议直接寄送 RNA——组织或细胞由我方统一提取质检更可控。

样本类型送样量说明
RNA(自行提取)≥2 µgA260/A280 1.8–2.2、浓度 ≥100 ng/µL、RIN ≥7;干冰运输
细胞≥2×10⁶ 个(干体积 ≥5 µL)TRIzol 充分裂解后 −80 ℃ 保存;勿用胰酶消化
动物组织 · 心、脑、肾、肺≥50 mg取新鲜组织,块尽量 ≤0.5 cm;预冷 PBS 或生理盐水洗去血迹,液氮速冻后 −80 ℃ 保存,干冰运输
动物组织 · 肝、脾、胃≥20 mg
动物组织 · 皮肤、血管、骨等坚韧组织≥100 mg
动物组织 · 节肢动物≥100 mg
植物组织≥200 mg选健康幼嫩组织;70% 酒精冲洗表面后液氮速冻 20 min 以上
真菌干体积 ≥20 µL提前沟通物种与培养条件
全血≥8 mL(可混样)紫头 EDTA 抗凝管采集,冰袋 2–8 ℃ 运输
免疫细胞干体积 ≥20 µL一般 10 µL 细胞干体积对应约 1×10⁶ 个细胞

完整版要求以最新版《送样规范》为准,寄样前可先与技术顾问确认。

05

分析内容

标准分析 STANDARD

  1. 原始数据质控reads 质量、去接头、去污染
  2. 基因组比对高质量序列精准比对到参考基因组
  3. PAS 与 TTS 鉴定聚类鉴定多聚腺苷酸化位点与转录终止位点
  4. 3′UTR 分析不同 3′UTR 异构体鉴定与长度分布
  5. 差异表达分析分组间 PAS 使用与表达水平比较

高级分析 ADVANCED

  1. APA 指数计算PDUI 等指标量化近端 / 远端位点使用比例
  2. motif 分析PAS 周边序列特征与调控元件识别
  3. 与 eCLIP-seq 联合定位 APA 调控因子(如 NUDT21)的直接结合位点
  4. 与 RNA-seq 联合APA 变化 × 表达量变化,解析功能后果
  5. 临床关联分析APA 事件与预后、分型的相关性
06

应用案例

项目案例一
IF 14.1 Advanced Science · T-ALL

NUDT21 drives T-cell acute lymphoblastic leukemia through dual regulation of alternative polyadenylation and transcriptional activation

NUDT21 通过对可变多聚腺苷酸化和转录激活的双重调控驱动 T 细胞急性淋巴细胞白血病

期刊:Advanced Science(IF 14.1,2024 JCR) · 发表时间:2026 年(文章号 e202520693,暂无数字 DOI)
研究团队:苏州大学附属儿童医院吴水燕教授团队
我司支持:RNA-seq 与 PAS-seq 测序服务,以单碱基分辨率解析 APA 事件全貌
阅读原文:Advanced Science 2026; e202520693(Qiu C, Wang J, Li Z, et al.)

  • APA 调控因子 NUDT21 在 T-ALL 中高表达:研究团队利用公共数据库与自建临床队列(113 例儿童 T-ALL 样本)发现,NUDT21 在 T-ALL 中显著高表达且与不良预后相关;T-ALL 中 3′UTR 延长事件多于缩短事件。生存分析显示 NUDT21 高表达的 ALL 患者总生存期显著缩短(p=0.004),自建队列同样验证(p=0.038)。
  • APA 层面的直接证据:在 NUDT21 敲低细胞中进行 PAS-seq,识别到 2,369 个基因偏向近端 poly(A) 位点(3′UTR 缩短),464 个基因偏向远端位点(延长)。eCLIP-seq 显示约 43% 的 APA 基因在 3′UTR 有 NUDT21 结合,富集于"泛素介导的蛋白水解"通路;其中 UBE2D3 变化最显著,T-ALL 样本中 UBE2D3 主要使用远端 poly(A) 位点、产生长 3′UTR 转录本。
  • 转录激活层面的独立证据:约 45% 的 NUDT21 CUT&Tag peaks 位于启动子区。整合分析得到 1,462 个 NUDT21 结合且下调但无 APA 变化的基因,富集于 E2F、G2M、MYC 等通路;NUDT21 特异性结合 MYC 启动子区(该区域呈活性染色质状态),并与 ETV6、MYB、RUNX1、GATA3 形成转录调控复合体。
  • NUDT21–UBE2D3–MYC 致癌轴与药物靶点:UBE2D3 长 3′UTR 转录本半衰期更长、报告基因活性更高,敲低 UBE2D3 抑制增殖并诱导凋亡,在 NUDT21 敲除细胞中回补 UBE2D3 可部分恢复增殖。小分子化合物 Ouabain Octahydrate 可经蛋白酶体途径降解 NUDT21,进而下调 UBE2D3 与 MYC、诱导凋亡,为 T-ALL 提供新的靶向策略。
项目案例二
IF 12.5 Cell Discovery · 食管鳞癌

NUDT21 lactylation reprograms alternative polyadenylation to promote cuproptosis resistance

NUDT21 乳酰化重编程选择性多聚腺苷酸化以诱导铜死亡抵抗

期刊:Cell Discovery(IF 12.5,2024 JCR) · 发表时间:2025 年 5 月
研究团队:中山大学肿瘤医院团队
我司支持:PAS-seq 与 RNA-seq 技术服务,精准解析乳酸诱导的 APA 重编程机制
阅读原文:doi.org/10.1038/s41421-025-00804-1

  • 乳酸驱动 APA 重编程:分析 TCGA 食管鳞癌(ESCC)数据发现,高 LDHA(乳酸产生主要酶)表达患者优先使用远端 PAS(dPAS);通过 PAS-seq 和 RT-qPCR 检测 L-乳酸处理的 ESCC 细胞(KYSE30 / TE-1),验证 FDX1、PAWR 等基因的 3′UTR 延长。构建 FDX1 3′UTR 长短变体载体,结合免疫印迹与双荧光素酶报告实验,明确长 3′UTR 降低 FDX1 蛋白表达;对比 D-乳酸处理,证明调控具有 L-乳酸特异性。
  • NUDT21 K23 位点乳酰化是关键开关:整合乳酰化组学数据筛选出 3′ 端加工核心蛋白 NUDT21 为乳酰化靶点;质谱鉴定 K23 为主要乳酰化位点,K23R 突体验证其关键性。L-乳酸通过 AARS1 催化 NUDT21 乳酰化、HDAC2 反向去乳酰化。乳酰化 NUDT21 增强 CFIm 复合体(NUDT21-CPSF6)组装,提升对 FDX1 RNA 的结合能力,特异性促进 FDX1 远端 PAS 选择。
  • 乳酸-NUDT21-FDX1-铜死亡轴:NUDT21 敲低或 K23R 突变消除乳酸保护作用;L-乳酸处理显著降低铜离子载体(elesclomol / disulfiram+Cu²⁺)诱导的细胞死亡。基于 251 例 ESCC 临床样本的免疫组化显示,高 K23-乳酰化 NUDT21 患者预后最差(P<0.001),且与 FDX1 低表达强负相关(r=−0.68)。
  • 可转化的联合治疗策略:小鼠移植瘤模型中,联合使用临床 LDHA 抑制剂 stiripentol 与铜离子载体 elesclomol 显著抑制肿瘤生长(肿瘤体积↓68%,P<0.001)且无显著毒性,通过"阻断乳酸生成 → 恢复 FDX1 表达 → 重启铜死亡"实现协同抑瘤。
项目案例三
IF 7.3 Oncogene · 宫颈癌

Downregulation of NUDT21 contributes to cervical cancer progression through alternative polyadenylation

NUDT21 下调通过选择性多聚腺苷酸化促进宫颈癌进展

期刊:Oncogene(IF 7.3,2024 JCR) · 发表时间:2021 年(Vol 40, 2051–2064)
阅读原文:doi.org/10.1038/s41388-021-01693-w

我司支持:PAS-seq 与 数据分析支持

样本与方法:宫颈癌(CxCa)组织与细胞系;运用 PAS-seq 在宫颈癌全基因组范围内对聚腺苷化 RNA 的 3′ 末端区域(3′UTR)进行测序,绘制响应 NUDT21 过表达和敲低的 APA 事件,随后进行功能注释分析。
研究发现:NUDT21 在 CxCa 组织和细胞中表达降低,且与患者临床预后高度相关。敲低 NUDT21 促进 CxCa 细胞体外增殖、迁移与侵袭,以及体内成瘤与肺转移;过表达则产生相反效果。

PAS-seq 结果显示,在 NUDT21 过表达情况下发现 457 个转录本的 3′UTR 显著延长,与此同时 348 个转录本的 3′UTR 显著缩短。功能注释分析发现 NUDT21 靶点参与了脂肪酸(FA)代谢调控因子以及 Wnt 和 NF-κB 信号通路。从上述 APA 受 NUDT21 调控的基因中,作者进一步确认 IL-1A、WNT10B、HMGB1 和 ACAT2 参与宫颈癌转移。研究还表明 NUDT21 可调控 CxCa 细胞中 miRNA 介导的翻译抑制。

07

常见问题

PAS-seq 和 Poly(A)-seq 怎么选?
两者都围绕 poly(A) 尾巴,但回答的不是同一个问题。PAS-seq 找加尾位点,回答 3′UTR 长短与 APA;Poly(A)-seq 量尾巴长度,回答去腺苷化与稳定性。想知道"这个基因用了哪个位点收尾"选 PAS-seq,想知道"尾巴变长还是变短"选 Poly(A)-seq。
PAS-seq 能直接找到 APA 调控因子吗?
PAS-seq 给的是"哪些基因的 APA 变了",要定位调控因子需要联合数据。两个项目案例的做法可参考:案例一用 eCLIP-seq 定位 NUDT21 在 3′UTR 的直接结合位点,发现约 43% 的 APA 基因有 NUDT21 结合;再用 CUT&Tag 发现它同时还结合启动子区,从而揭示"APA 调控 + 转录激活"的双重功能。
短 3′UTR 亚型为什么在肿瘤里更常见?
因为 3′UTR 是 miRNA 和 RNA 结合蛋白的主要作用区域。肿瘤细胞常用近端 PAS 形成短 3′UTR 亚型,显著减少 miRNA 的抑制作用,使 mRNA 更趋稳定、翻译效率提高,最终让癌基因蛋白表达水平升高。这是 APA 参与肿瘤发生的核心逻辑。
需要多少生物学重复?
差异 APA 分析建议每组至少 3 个生物学重复,与 RNA-seq 要求一致。若同时做表达量差异分析,重复数还要兼顾差异基因检出的统计功效。
可以只做 PAS-seq、不配 RNA-seq 吗?
可以,但建议配套。PAS-seq 数据本身含表达量信息,可给出 PAS / 转录本水平定量;配一组 RNA-seq 能把"位点使用变化"与"基因总表达量变化"分开看,避免把 APA 变化误判为表达变化。项目案例中均为 PAS-seq + RNA-seq 联合设计。
植物样本能做吗?
可以,植物组织 ≥200 mg,选健康幼嫩组织、70% 酒精冲洗表面后液氮速冻。植物 APA 研究已有成熟应用(如拟南芥全基因组 poly(A) 图谱),如需与表达数据联合,可同步配一组 RNA-seq。
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