U2 snRNP在DNA损伤应激反应中的作用及机制研究

Cellular DNA damage response (DDR) is a very complex regulatory network. Previously, we and others have found that DNA damage can induce changes in many splicing factors (SF), and eventually lead to alternative splicing (AS). However, whether the functions of these SFs are equally important, or some are more important than the others, is still not clear. Based on the current progress in cancer research and our results, it is hypothesized that the key complex in spliceosome, U2 snRNP, might be important for DNA damage-induced AS. The present study will foucs on this hypothesis. First, the effects of DNA damage on key components of U2 snRNP will be examined. Then the function of U2 snRNP in DDR will be explored. By comparing the AS under normal or mutant U2 snRNP, the role of U2 snRNP during this process will be determined. Finally, such observation will be verified by using animal model. The above study will determine the function of U2 snRNP in DDR and DNA damage-induced AS, which will provide useful information for the better understanding of DDR, as well as the prevention and treatment of cancer.

细胞的DNA损伤应激反应（DDR）是一个非常复杂的调控系统。我们和他人在对DDR的研究中发现DNA损伤可引起许多剪接因子的变化，最终导致变异剪接（AS）的发生。但是这众多的剪接因子究竟是发挥了同等作用，还是某些的作用更为关键，目前还没有任何定论。结合当前肿瘤研究的最新进展与我们前期研究结果，我们认为剪接子（spliceosome）中的一个核心复合物U2 snRNP极有可能在DNA损伤诱导的AS过程中发挥关键作用。本研究将围绕这一问题，首先探讨DNA损伤对U2 snRNP各主要成分的影响；进一步分析U2 snRNP在DDR中的作用；并通过比较正常与异常U2 snRNP状态下DNA损伤诱导的AS改变确定其在这一过程中的作用；最终在动物模型中对相关发现加以验证。以上研究将明确U2 snRNP在DDR以及DNA损伤诱导的AS中的作用，为更深入理解DDR分子机制，肿瘤的预防和治疗提供有益信息。

细胞的DNA损伤应激反应（DDR）是一个非常复杂的调控系统。我们和他人在对DDR的研究中发现DNA损伤可引起许多剪接因子的改变，最终导致变异剪接（AS）的发生。但是这众多的剪接因子究竟是发挥了同等的作用，还是某些的作用更为关键，目前还无定论。结合当前肿瘤研究的最新进展和我们前期的研究结果，我们认为剪接子（spliceosome）中的核心复合物U2 snRNP可能在DNA损伤诱导的AS过程中发挥关键作用。围绕这一假设，我们首先研究了该复合物各组分在DNA损伤后的表达改变，发现仅其中的SF3B1亚单位表达受到DNA损伤的显著影响，存在明显的时间效应。干扰其表达后，细胞DNA损伤加重，细胞凋亡增加。通过应用外显子芯片对细胞进行变异剪接分析发现DNA损伤可引起显著的变异剪接，且随着时间的延长，发生变异剪接的基因数量从6h的441个增加至24h 时的6422个。对其中几个发生变异剪接的基因进行了验证和功能研究，尤其是RAD1基因。结果发现RAD1基因在DNA损伤的情况下其mRNA产物中增加了一段100bp左右的序列，导致一个功能丧失的蛋白出现。最后在动物研究中发现，抑制SF3B1的活性可使得动物肝脏中DNA损伤程度加重，同时细胞凋亡增加。以上结果证明在细胞的DDR过程中会发生变异剪接现象，而U2 snRNP复合物中的SF3B1亚单位可能发挥着调控变异剪接的重要作用，影响或干扰其表达将使得细胞的DDR收到影响，从而导致细胞DNA损伤加重。