SR蛋白抑制GH1前体mRNA剪接的机制研究

单一性生长激素缺乏症Ⅱ型（IGHD II）是一种通常由GH1基因的剪接异常导致的常染色体显性遗传病，除生长发育障碍外，严重患者可伴有垂体前叶功能减退以致其他多种激素缺乏。申请人在前期工作中发现患者体内GH1基因的突变增强了其外显子3（E3）与SR蛋白SC35、SRp40的结合。SR蛋白是一类选择性剪接因子，通常对剪接起促进作用，然而它们与E3的结合抑制了GH1的正常剪接。本项目将构建多种变体基因并利用外源性剪接报告基因，通过体内/体外剪接、体外结合/竞争实验、RNA干扰等手段集中研究SC35与其RNA结合位点抑制GH1剪接的具体机制及相关影响因素，鉴别受其调控的剪接位点，从分子水平上进一步阐明体内GH1基因表达调控的机制及IGHD II的致病机理，为今后IGHD II的基因治疗发掘新靶点，力争为该类疾病（尤其伴有严重垂体前叶功能减退）的新一代治疗技术实现理论突破。

单一性生长激素缺乏症Ⅱ型（IGHD II）是一种通常由生长激素基因（GH1基因）的外显子3（E3）的剪接异常导致的常染色体显性遗传病。SR 蛋白是一类选择性剪接因子，其中SR 蛋白SC35与E3 的结合抑制了GH1 的正常剪接。本项目通过构建多种变体基因，系统研究了SC35 与其RNA 结合位点（ESS1及IGHD II病人A1338G突变位点）抑制GH1 剪接的具体机制及相关影响因素，鉴定了受其调控的剪接位点为E3上下游的剪接位点，而E3内部与ESS1紧邻的3’隐蔽剪接位点不受其调控。结果表明ESS1与SC35结合后，即能直接抑制E3两端剪接位点，又能间接地通过拮抗另一SR蛋白ASF/SF2的增强功能，达到抑制E3剪接的目的。通过与纳米技术的结合，我们开发了五种基于阳离子聚合物及碳基纳米材料的高效低毒的基因转染载体，为IGHD II的基因治疗提供了新技术。此外，还展开了多方面相关应用基础研究，并取得了初步的成果：开发了一种研究核内蛋白因子与其结合序列间相互作用的快捷灵敏的电化学方法，为进一步研究各种选择性剪接因子（如SR蛋白）及其结合位点间的相互作用与亲和力提供了新方法；鉴于磷酸化与SR蛋白的功能密切相关，我们开始对碳基纳米材料与高度磷酸化蛋白质（如SR蛋白）的相互作用及其调控机制进行了系统的研究，并发现其能够调节SR蛋白在细胞内的动态分布，从而调控GH1前体mRNA的选择性剪接，为IGHD II的诊治及病理研究的提供了新思路。综上所述，本项目基本按计划进行，在相关方向已发表高水平SCI论文11篇，影响因子累计55；申报国家专利3项，其中已授权2项。培养研究生7名。本项目揭示了SC35抑制GH1 E3剪接的作用机制，进一步阐明了IGHD II病人（A1338G突变）的分子致病机理，也为SR蛋白功能研究及IGHD II的基因治疗、病理研究等提供了新技术、新思路。