剪接蛋白SRSF10在肠癌细胞增殖和凋亡中的作用

SRSF10 functions as a general pre-mRNA splicing factor, but little is known about whether or not it is linked to cancer. Recently, our study indicated that: 1) SRSF10 was over-expressed in colorectal cancer cells, and 2) knocking down SRSF10 would induce cells to commit suicide (apoptosis). This indicates that SRSF10 might be involved in colorectal cancer cell proliferation and/or apoptosis, and however, the details of the mechanism are unknown. Using next-generation high-throughput transcriptome sequencing technology, we intend to investigate transcriptome changes after knocking-down SRSF10 as well as over-expressing SRSF10. By combining bioinformatics prediction and experimental validation, we further determine the genes and the corresponding isoforms that are regulated by SRSF10 and also are involved in RKO cell proliferation and/or apoptosis. Accordingly, at the level of pre-mRNA alternative splicing, we shed light on the molecular mechanisms underlying that SRSF10 regulates target genes, which would play important roles in colorectal cancer cell proliferation and/or apoptosis. Taken together, the project intends to study the functions of SRSF10 and the corresponding target genes, which contributes not only to understanding of molecular mechanisms of splicing proteins regulating cell proliferation and apoptosis, but also to screening for potential therapeutic drugs against colorectal cancer and even other cancers at cellular and molecular level.

SRSF10是剪接调控蛋白，但与癌症发生是否相关不详。我们研究发现：SRSF10在肠癌细胞中表达上调，敲减SRSF10后细胞开始凋亡，表明SRSF10可能参与细胞增殖和（或）凋亡过程；但机制不明。本项目拟以SRSF10敲减和过表达的肠癌RKO细胞为两实验组，SRSF10正常表达为对照组，借助高通量测序技术，利用生物信息学方法，寻找受SRSF10调控的目的基因。其次，筛选出与细胞增殖和（或）凋亡相关的SRSF10目的基因，并进行QPCR、回补和CLIP等实验验证。最后，在前体mRNA 剪接调控水平上，阐述SRSF10调节肠癌细胞增殖和（或）凋亡的选择性剪接机制。综上，本课题拟寻找肠癌细胞增殖和凋亡中的SRSF10目的基因，研究其分子剪接作用，不仅可以在mRNA剪接调控水平上理解剪接蛋白调节细胞增殖和凋亡的分子机制；而且对于在细胞和分子水平上筛选针对肠癌或其它癌症的药物，也具有重要参考价值。

项目背景：前期研究发现SRSF10在肠癌中表达上调；敲减后，细胞开始凋亡，为进一步研究SRSF10敲减后与细胞凋亡的关系，开展了以下工作。.主要研究内容：寻找可能被SRSF10调控剪接的基因；确定与肠癌细胞增殖和（或）凋亡相关的SRSF10目的基因；解析SRSF10结合位点及其分布；构建SRSF10剪接调控机制。此外，在项目运行过程中，增加了几项其他研究内容，如：SRSF10剪接调控的目的基因在脊椎动物中的演化性、SRSF10剪接调控机制的保守性等。.主要结果和关键数据：1）研究发现在肠癌RKO细胞中共检测到近13万个选择性剪接事件，SRSF10敲减后，这些剪接事件中834个发生了显著性差异变化；进一步，RT-PCR实验验证率>71%，这在选择性剪接领域中是不多见的。2）对受SRSF10调控的基因进行功能富集分析，结果显著富集于凋亡信号调控过程，包括基因BCLAF1、NASP、ABI2等；除凋亡过程外，SRSF10调控的基因也显著富集于细胞骨架、RNA剪接和运输、Ras信号途径、蛋白激酶等生命基本过程。3）在SRSF10调控的选择性剪接位点及其上下游中寻找到SRSF10结合位点GA-rich基序；进一步发现在脊椎动物中SRSF10结合位点高度保守。4）与此不同的是，受SRSF10调控的脊椎动物同源剪接位点甚少，只得到7个，表明SRSF10及其目的剪接位点的调控关系演化速率很快。5）构建了SRSF10的调控剪接机制：SRSF10结合于选择性外显子，引起剪接接入事件；结合于下游外显子，则引起剪接跳过事件；并且，这种调控剪接机制在脊椎动物中高度保守。6）SRSF10敲减后，BCLAF1基因上A3SS剪接跳过事件，产生短BCLAF1转录本；同样，NASP基因上cassette跳过事件，产生短NASP转录本。结合前期已发表的数据，推论这两个短转录本正是引起细胞凋亡发生的重要原因。7）我们还发现SRSF10同源基因SRSF2参与了细胞的增殖并可能与肝癌的发生相关。8）此外，我们开发了选择性剪接分析软件CASH，用于基因注释不全或转录组异常；该软件在业界受到了广泛关注，可为选择性剪接的研究提供技术支撑。.科学意义：这些研究结果不仅从选择性剪接角度为癌症发病机制提供了重要线索和理论意义，在癌症诊断和预防方面也具有重要的临床指导价值。