SIRT1基因选择性剪接的表观遗传调控及意义

SIRT1是NAD+依赖的脱乙酰基酶，具有调控代谢、基因转录以及神经保护等广泛的作用。近来研究发现，损伤刺激改变了SIRT1基因的选择性剪接导致变异剪接体SIRT1-△Exon8比例明显升高，而且其生物学作用与全长的SIRT1有明显差别。基因的选择性剪接是产生数量众多的蛋白质的主要方式，但机制未明。组蛋白修饰在选择性剪接中可能发挥重要作用。本研究应用RT-PCR、Western-blot、Chip、RNAi等方法，利用紫外照射及NMDA兴奋毒作为损伤刺激，观察全长及缺失第8外显子的SIRT1对培养神经元的作用，以期阐明组蛋白修饰在SIRT1基因选择性剪接中的作用，以及SIRT1-△Exon8对SIRT1基因选择性剪接的反馈作用。由于SIRT1具有重要的神经保护作用，阐明SIRT1基因的选择性剪接机制，了解其选择性剪接变异体的作用，对阐明神经退行性疾病过程的神经保护有重要意义。

SIRT1是组蛋白脱乙酰基酶，通过去乙酰化参与生理及病理过 程调控并发挥保护作用。研究显示SIRT1 pre-mRNA可发生选择性剪接，产生缺失第8外显子的SIRT1（SIRT1-△Exon8）剪接体。缺失8外显子后其生物活性发生改变。.表观遗传机制如组蛋白修饰通过不同机制参与选择性剪接的调控，其中动态模型涉及两个关键因素：① 内含子3´端存在剪接位点强弱的差别，弱的位点易被忽略从而被切除；② RNA聚合酶Ⅱ延伸速率存在差别，形成转录速度的快慢影响选择性剪接。组蛋白修饰可以影响RNA 聚合酶Ⅱ的延伸速率，延伸速率快时易将弱的位点忽略产生变异性剪接体，即剪接因子直接识别下游的强的剪接位点，忽略了上游弱的剪接位点使其被剪切，从而导致缺失的产物增加。.SIRT1 基因位于第8内含子的多聚嘧啶3´端剪接位点为较强的剪接位点，而第7内含子的剪接位点属于弱剪接位点。因此位于第7内含子的3´端弱的剪接位点在RNA 聚合酶Ⅱ延伸速率加快时，可能被忽略致使第8外显子被切除产生SIRT1-△Exon8。 此外，某些RNA结合蛋白（RBP）如HuR和TIA1/TIAL1也可能参与SIRT1 pre-mRNA选择性剪接的调控。综上我们开展以下几方面工作：.1、SIRT1 通过选择性剪接产生SIRT1-△Exon8 的变异体，动态模型机制发挥调控作用。.2、损伤引起组蛋白修饰改变，由此导致RNA聚合酶Ⅱ的延伸速率加快使SIRT1-△Exon8生成增多；.3、SIRT1-△Exon8也参与这一过程调控。由于其缺失了外显子8使得脱乙酰化作用减弱，由此引起了组蛋白的乙酰化水平升高，进而使RNA聚合酶Ⅱ的延伸速率加快，导致SIRT1-△Exon8 增加，形成正反馈调控。.4、HuR、TIA1/TIAL1可改变SIRT1外显子8周围组蛋白的修饰格局，影响RNAPⅡ的延伸速率。HuR使SIRT1-△Exon8增加，而TIA1/TIAL1使SIRT1-△Exon8减少，同时在损伤条件下仍能调控SIRT1 pre-mRNA的选择性剪接。.5、SIRT1具有很强的保护作用，而SIRT1-△Exon8 作用很弱。这提示当SIRT1-△Exon8增加时，可降低SIRT1 的保护作用，导致损伤加重。因此通过对选择性剪接的干预，减少SIRT1-△Exon8 的产生可能成为神经保护的新思路。