SFPQ/CD46/MAT2A 剪接调控网络在肾癌发生发展中的作用及机制研究

Alternative splicing enables one gene to produce multiple protein isoforms with different functions. Under normal conditions, this mechanism is tightly regulated. When deregulated, the aberrant splicing mRNA could cause many kinds of diseases including cancer. Here, we identified inclusion of CD46 exon 13 (CD46-CYT1) was greatly promoted in human renal cancer tissues. We further showed that alternative splicing of CD46 pre-mRNA is regulated by SFPQ. Our evidences showed that CD46-CYT1 acts as an oncogene in renal carcinoma. To better understand the cellular function of CD46, here we have isolated and identified cellular CD46 CYT1 domain or CYT2 domain binding partners using TAP-tag purification and MS identification. Further co-immunoprecipitation experiments confirmed the binding between MAT2A and CD46-CYT1. In this project, we plan to systematically study the function and the molecular mechanism of SFPQ/CD46/MAT2A interaction in renal cancer development and progression by a variety of in vitro and in vivo assays, and which will benefit the diagnosis and treatment of ccRCC.

选择性剪接可使一个基因产生具有不同功能的蛋白异构体。在正常条件下，选择性剪接的调控是受到严格控制的，选择性剪接的异常可导致包括癌症在内的许多疾病。我们的前期研究发现CD46基因Exon13在肾癌中存在异常的可变剪接，其中CD46-exon13+(CD46-CYT1)在肾癌中高表达，而CD46-exon13-(CD46-CYT2)在肾癌中低表达。我们还发现SFPQ可调节CD46的可变剪接。我们通过一系列体内和体外实验证实CD46-CYT1在肾癌发生发展中起着促癌基因的作用。此外，我们通过亲和纯化-质谱等技术证实MAT2A可特异地与CD46-CYT1相互作用。在此基础上，本课题拟通过一系列体内和体外实验研究SFPQ/CD46/MAT2A剪接调控网络在肾癌发生发展中的作用机制，并为肾癌的诊断和治疗提供新的理论依据和药物靶点。

可变剪接是转录-转录后调控基因表达的重要方式。可变剪接异常与包括肾细胞癌（RCC）在内的多种肿瘤形成和进展有关。然而可变剪接异常在肾细胞癌等肿瘤中的具体临床意义和调控机制还有待进一步系统研究。随着二代测序技术的普及，美国癌症基因图谱计划（The Cancer Genome Atlas, TCGA）实施并开放了多个肿瘤组织大量样本的包括转录组在内的多组学数据。而随着包括SpliceSeq和SplAdder在内的多个可变剪接分析软件的开发并应用到TCGA转录组数据，使得联合可变剪接和多组学数据的研究成为探索肿瘤的发病机制和异质性的一个重要方法。.目的：在本研究中，我们将充分利用这些包含大量样本的可变剪接数据，使用生物信息学分析方法，1）研究可变剪接在RCC中的临床意义和调控机制，并利用分子生物学实验进行验证；2）比较不同可变剪接分析软件对相同数据的分析结果差异，并构建临床和病理特征相关的可变剪接数据库。.方法：使用t分布随机邻域嵌入（t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE）方法和可变剪接数据对RCC进行聚类分析及分子亚型分类，系统性研究异常可变剪接的特征及其与临床病理特征、免疫异质性、遗传变异、剪接因子调控、分子通路富集的关系。使用分子生物学实验，验证顺式序列元件和反式作用因子在RCC可变剪接调控及肿瘤细胞功能调控中的作用。比较不同软件分析的可变剪接数据异同，分析可变剪接与临床病理特征之间的关系。.结果：可变剪接聚类可将RCC分成具有不同剪接特征和临床预后特征的分子亚型。RCC中剪接效率降低引起内含子保留和盒式外显子增多与患者的不良临床病理特征、抑制性免疫微环境以及不良预后有关。剪接位点强度及可变外显子长度等序列特征可能是影响RCC中可变剪接平衡的重要因素。顺式序列元件的基因组变异尽管与剪接事件关系密切，但与RCC中异常剪接事件的累积并无明显关系，而剪接因子的表达和剪接改变可能是RCC中异常剪接事件累积的主要原因。肿瘤中的异常可变剪接可通过转录本转换调节基因的表达和功能，改变肿瘤相关通路的活性。可变剪接和分子通路受免疫微环境的共同影响，而异常剪接的累积引起的剪接压力对分子通路也存在调控作用。不同软件分析的可变剪接存在较为明显的差异，尤其是基因组未注释的剪接事件，而不同的临床病理特征之间同样存在大量的差异剪接事