剪接因子SF3B1突变影响FIR可变剪接促进胰腺癌有氧糖酵解的机制研究

Pre-mRNA alternative splicing is a crucial step in tumorigenesis and progression, hence exploring the molecular mechanism may reveals new insights for cancer prevention treatment. Splicing factor SF3B1 has close relation with initiation and development in hematologic malignancies, but there is little study in solid tumors. Our previous research indicated that SF3B1 not only ranked the highest in mutation rate among splicing factor in pancreatic cancer and related to poor prognosis, but also significantly enhanced cell proliferation, migration and aerobic glycolysis. RNA sequencing revealed SF3B1 mutation mediated alternative splicing of FIRΔexon2 which served as transcription factor to promote the expression of c-myc. Therefore, our study intends to investigate if FIRΔexon2 causing by SF3B1 mutations activate the c-myc transcription activity and increase the key enzymes expression to enhance the aerobic glycolysis in pancreatic cancer. We aim to provide experimental evidences for understanding the molecular mechanism of pancreatic cancer and looking for novel therapeutic target for clinical treatment.

Pre-mRNA的可变剪接在肿瘤发生发展中发挥着重要的作用，探索其分子机制将为肿瘤的防治提供新的思路。剪接因子SF3B1与血液系统肿瘤发生发展密切相关，但在实体肿瘤中的研究极少。我们前期研究发现SF3B1不仅是胰腺癌中突变率最高的剪接因子且与较差的预后相关，还可显著增强胰腺癌细胞增殖、迁移及有氧糖酵解能力；转录组测序发现SF3B1突变后导致FIRΔexon2可变剪接的产生；而FIRΔexon2可变剪接可作为转录因子促进c-myc的转录表达。因此本研究拟验证剪接因子SF3B1突变导致的FIRΔexon2可变剪接是否通过激活了c-myc的转录活性增加了有氧糖酵解关键酶的表达，并最终增强了胰腺癌有氧糖酵解。以期为深入理解胰腺癌发病的分子机制提供实验依据，为胰腺癌临床治疗寻找新的靶点。

胰腺癌是恶性程度最高的肿瘤之一，由于胰腺癌早期诊断极难，预后极差被誉为“癌中之王”。近年来我国胰腺癌患者数量呈快速上升趋势，其死亡率分居男、女肿瘤死亡率的第 6、 7 位。所以胰腺癌严重威胁着我国人民的生命健康。 对于发病机制的探索及寻找有效的治疗靶点一直是胰腺癌研究领域的热点和焦点。Pre-mRNA的可变剪接在肿瘤发生发展中发挥着重要的作用，探索其分子机制将为肿瘤的防治提供新的思路。生物信息学分析结果显示SF3B1在多个肿瘤中属于高频突变，在胰腺癌中是突变频率最高的剪接因子，其中K700E突变最显著。在panc05.04胰腺癌细胞系中干扰SF3B1表达减弱了其增殖能力。进一步实验验证K700E突变是SF3B1促进胰腺癌增殖生长的必要条件。为了确认SF3B1促进胰腺癌增殖的机制，课题组进一步分析了TCGA中SF3B1突变与野生型患者的RNA数据，结果显示SF3B1突变患者中糖酵解通路有显著差异。细胞实验结果验证了SF3B1干扰后减弱了葡萄糖摄取及乳酸的生成。C-myc是糖酵解过程中的重要调节因子。课题组在panc05.04干扰SF3B1表达后发现c-myc蛋白水平明显下降，PCR和蛋白印迹实验验证了SF3B1的K700E突变导致了PPP2R5A剪接的改变从而导致了c-myc蛋白的异常表达。这可能是SF3B1 K700E突变促进胰腺癌增殖生长及有氧糖酵解的重要机制。免疫调节剂FTY720也是FDA批准的口服PP2A激活剂。FTY720处理SF3B1突变的胰腺癌细胞后抑制了胰腺癌的生长及有氧糖酵解水平。综上所述，SF3B1 K700E突变通过影响PPP2R5A剪接导致了c-myc蛋白的异常表达从而促进了胰腺癌的增殖生长及有氧糖酵解水平，这位胰腺癌的靶向治疗提供了新的思路。