肿瘤中可变剪切的调控机制及作为治疗靶点的意义.docxVIP

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肿瘤中可变剪切的调控机制及作为治疗靶点的意义

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【摘要】mRNA可变剪切是一种常见的基因表达调控机制，其异常调控与肿瘤发生发展密切相关。多种机制可以导致可变剪切变化，包括基因在发生剪切位置发生突变、剪切因子本身突变或表达异常以及肿瘤细胞中系统性的剪切异常。可变剪切的变异可以造成抑癌基因不表达或诱导特定的促癌蛋白形成。同时，这类剪切也可以成为肿瘤治疗的靶点。目前已经有多种小分子化合物可以靶向抑制可变剪切，在临床前研究中证实具有有效的抗癌作用。进一步的研究需要对可变剪切异常所造成的肿瘤生物学功能影响做进一步的认识，以及靶向可变剪切针对特定肿瘤患者，特别是存在剪切因子突变患者中的治疗效果。

【关键词】可变剪切；剪切因子；突变；肿瘤

在基因表达的过程中，信使RNA（messengerRNA,mRNA）前体剪切成为成熟的mRNA至关重要。剪切的主要目的是去除非编码内含子区域，通过由多种蛋白和RNA组成的剪切体完成。由于多数基因都具有多个交叉的外显子和内含子，同一基因不同的内含子剪切方式可以导致最终翻译产生不同的蛋白质。这种mRNA前体剪切的极大灵活性也被称为可变剪切（alternativesplicing,AS），它能够极大地扩展细胞的蛋白组表达种类。尽管大多数由于AS所产生的蛋白亚型功能尚不明确，但有研究指出特定的蛋白质亚型可能参与肿瘤的发生和进展[1]。

肿瘤细胞中已发现有多种机制可以导致异常的可变剪切。首先，mRNA剪切位置附近对应的基因位点上发生变异，从而诱导剪切错位[2]。其次，转录组分析发现肿瘤中广泛存在整体性的剪切异常，例如无法有效移除内含子[3]。最后，编码剪切体相关蛋白的基因发生突变，这类突变在某些肿瘤中发生的频率较高，直接导致剪切过程错乱或无效[4]。本文将讨论各种可变剪切异常的调控以及对肿瘤的生物学影响，以及剪切作为潜在肿瘤治疗靶点的可能性和研究现状。

1.RNA可变剪切的调控

RNA剪切是通过剪切体这一大分子复合物实现的，剪切体中包含多种小核糖核蛋白（smallnuclearribonucleoprotein,snRNP），每种snRNP都拥有一个对应的非编码RNA和一个Sm或类Sm蛋白复合体[5]。内含子的剪切是通过识别mRNA前体上的短序列模体，特别是在上游外显子和内含子交界处（5’剪切部位）以及内含子和下游外显子交界处（3’剪切部位）。不同的snRNP在剪切过程中发挥各自的功能，U1snRNP负责识别并结合至5’剪切部位，而U2snRNP在U2辅助因子（U2auxiliaryfactors,U2AFs）的参与下可以与3’剪切部位附近的分支点区域相互作用。随着U4/U6/U5snRNP被募集，组装成的剪切体变为活化的构象，并通过两次连续的酰基转移反应完成剪切[6]。

事实上，可变剪切处于一种动态变化的状态。不同细胞中相同基因的剪切方式可能不同，同一个细胞在受到不同的刺激下剪切类型也会发生改变。随着高通量测序技术的不断发展，对于RNA剪切的定量检测可以做到更为快速和准确的评价。

同时，可变剪切也受到反式作用剪切因子的调控，这些反式作用因子能够结合到相应的模式序列上来增强或减弱剪切，其中最主要的包括富丝氨酸/精氨酸蛋白（serine/arginine-richproteins,SR蛋白）和核不均一核糖核蛋白（heterogeneousnuclearribonucleoproteins,hnRNPs）。它们都具有在氨基端的RNA识别模式区域和碳端负责蛋白之间结合的区域。传统认为SR蛋白和hnRNPs分别促进和抑制剪切，但必威体育精装版的研究显示它们与mRNA前体之间的结合取决于环境因素，具有复杂的相互调控关系，在不同的刺激条件下对剪切的作用会完全相反。此外，质谱检测结果显示剪切体与超过170种蛋白质相结合，而生物信息学分析证实外显子中至少有上百个模式序列负责调控剪切。因此，mRNA的剪切是一个涉及多种蛋白质、RNA相互调控的负责生物学过程。

2.肿瘤相关可变剪切的异常调控机制

1.1剪切位置序列对应基因位点的变异

大规模的RNA测序数据显示肿瘤与对应的正常对照组织之间在RNA加工过程存在巨大差异。其中，几乎所有的肿瘤都具有内含子保留异常，频率远高于其它类型的剪切改变，包括盒式外显子剪切、5’或3’剪切部位识别。两项较新的研究在整合了同一肿瘤患者的全外显子、全基因组和RNA测序的数据后发现大量体细胞突变可以直接影响RNA剪切，而这些单核苷酸变异更倾向于诱导内含子保留。同时这种内含子保留更多发生在抑癌基因中，因为几乎所有这种内含子保留都导致终止密码子形成。受到影响的常见抑癌基因包括TP53

、ARI