肿瘤相关基因可变剪接数据库构建及功能探寻

可变剪接是重要的基因表达与基因功能精细调控的方式之一，并在高等动物中普遍存在。一些重要基因不同转录本的功能差异直接影响疾病进程，包括肿瘤。其内在机制有可能与不同转录本的蛋白理化性质或蛋白结构域改变，以及这些转录本的时空表达有关。区别观察基因的不同可变剪接形式与表型的相关性，可以从一个独特的角度对基因功能进行探寻，并且可以避免或澄清先前一些互相矛盾的研究结果。 .本研究拟收集比较肿瘤相关基因不同转录本之间的差异，预测已知的蛋白结构域，并通过比较基因组手段预测可能具重要功能的基因区段，建立肿瘤相关基因的可变剪接数据库。从中筛选出功能结构域因可变剪接而变化的基因。而后在常见癌症样本cDNA文库中检测同一基因不同转录本的表达情况。进而根据其蛋白结构域功能特点，设计功能实验与裸鼠肿瘤模型进行验证。期望探寻可变剪接影响肿瘤进程的相关作用机制，并建立以选择性剪接为切入点，分析疾病基因功能的研究模式。

作为基本的可变剪接进化单元，针对跨物种的同源外显子的可变剪接现象的研究，可以反映很多进化特征。通过本项目的实施，我们设计开发了多个模块，用于基因及其外显子的可变剪接和表达水平的分析，对Ensembl和SRA等公共数据库下载的人、黑猩猩、小鼠、大鼠、鸭嘴兽、斑马鱼等物种的基因组和转录组序列，以及自行测序得到的一些表达组序列进行了深入分析。通过比较基因组学手段，我们研究了外显子的可变剪接，构建了肿瘤相关基因可变剪接进化数据库（ASeeDB），系统汇总了2,989个肿瘤相关基因的各项信息，包括进化选择压、涉及蛋白质结构域改变的外显子可变剪接、以及基因及其外显子的表达水平差异等。.在这些数据的基础上，我们还具体研究了一些基因的不同可变剪接转录本的功能与表达，例如VEGFA、Ly96、PPARγ、Cav2等基因。通过生物信息分析和预测，以及RT-PCR实验验证，我们在小鼠等物种中首次发现VEGFA基因的特殊转录本VEGFA165b，该转录本具有抑制血管生成的作用。我们发现VEGFA165b转录本从啮齿动物到灵长类（人）呈现表达水平增加的趋势，编号为8b的外显子在这些物种的VEGFA基因可变剪接中经历了从次要到主要的变化。这些现象反映了这些外显子在VEGFA基因的转录多样性中发挥了重要作用，并且可能与该基因的功能与调控密切相关。