体细胞突变对剪接因子的影响
癌症基因组测序工作中最令人惊讶的发现之一是在两种血液系统恶性肿瘤包括MDS（骨髓增生异常综合征）、AML（急性髓细胞白血病）和CLL（慢性淋巴细胞白血病和上皮癌）等中发现了编码前mRNA剪接因子的基因中的复发性体细胞突变。如葡萄膜黑色素瘤、肺腺癌、乳腺癌和胰腺导管腺癌。虽然在大量剪接体基因中观察到突变，但SF3B1、SRSF2、U2AF1和ZRSR2是四种最常见的突变基因。这些观察结果表明剪接体基因突变与肿瘤发生中的潜在作用之间存在关联。SF3B1、SRSF2和U2AF1中的突变仅作为杂合错义突变发生，位于非常受限的区域，而ZRSR2突变分散在整个基因中，预计是功能丧失突变。尽管剪接体机制包含超过种蛋白质，但究竟为什么这些蛋白质中只有四种是血液系统恶性肿瘤中体细胞突变的常见靶标仍然是一个悬而未决的问题。在过去的几年里，大量的转录组数据和功能研究揭示了突变剪接因子对前mRNA剪接和基因表达的影响，以及各种靶基因的失调如何驱动不同骨髓亚型特有的疾病机制肿瘤。
SF3B1突变
在血液系统恶性肿瘤中，SF3B1突变常见于MDS、AML、MPN(骨髓增生性肿瘤)和一些MDS/MPN重叠综合征10%-15%的CLL患者中。SF3B1中的突变特别富集于MDS的一种亚型，曾被称为难治性贫血伴环状铁粒幼细胞(RARS)，其特征是贫血和发育不良的红细胞，线粒体中铁积累异常普鲁士蓝染色后，在细胞核周围出现蓝色颗粒“环”。RARS已被重命名为带有环状铁粒幼细胞的MDS(MDS-RS)。有趣的是，SF3B1突变在MDS-RS中非常常见，以至于WHO分类标准最近进行了修订，以允许在SF3B1突变存在的情况下诊断具有低至5%环状铁粒幼细胞的MDS-RS。SF3B1中的大部分突变聚集在HEAT重复结构域4至7(HR4-HR7)附近，MDS和CLL中最常见的突变残基是K和K;而R位点的突变是葡萄膜黑色素瘤中最常见的等位基因。这些不同突变与疾病亚型的功能相关性仍不清楚，并且是未来研究的一个有趣的重点领域。
SF3B1是U2snRNP的一个组成部分，在复合物A的形成过程中与分支点结合，在识别大多数3剪接位点时无处不在。转录组学分析表明，与SF3B1突变相关的主要剪接缺陷，无论细胞或疾病起源如何，都是优先使用典型3剪接位点上游约10-30个核苷酸的神秘3剪接位点。这与导致剪接催化效率低下的SF3B1功能丧失不同。隐秘的3剪接位点周围的区域与腺苷的富集相吻合，相对于典型BPS周围的区域，腺苷似乎与同源U2snRNA具有更强的碱基配对亲和力。对RNA结合的B激活复合物中的人和酵母剪接体的结构分析表明，SF3B1中的癌症相关突变会改变相应氨基酸残基的电荷和形状，从而直接破坏与前mRNA的局部相互作用。这导致前mRNA的空间移位大约10个核苷酸，与生物信息学预测一致。
SF3B2突变
SRSF2突变常见于约50%的CMML慢性粒单核细胞白血病、约15%的MDS、约20%的s-AML患者，通常与预后不良和转化为急性白血病的风险较高有关。SRSF2是识别特定RNA基序的富含丝氨酸/精氨酸(SR)蛋白家族的成员，并且通常是外显子包含的正调节子。SRSF2中的个体细胞突变仅限于RNA识别基序附近的P95氨基酸残基。使用主要患者材料和互补模型系统的广泛分析表明，脯氨酸95位的氨基酸取代以序列特异性方式改变了SRSF2的RNA结合活性。通常，典型的SRSF2以相似的亲和力识别并结合ESE中富含C和富含G的基序。相反，突变SRSF2蛋白优先结合富含C的基序，因此抑制包含富含G的外显子，导致剪接的广泛变化。几个突出的目标包括染色质修饰剂EZH2(包含一个“毒”外显子，可诱导NMD和全局转录下调)、BCOR(盒式外显子剪接)、CASP8(盒式外显子剪接，导致产生新的截短异构体)和FYN(互斥外显子)。有趣的是，EZH2功能丧失突变和SRSF2错义突变在MDS患者中是高度相互排斥的，突变SRSF2抑制EZH2的能力可能解释了这一观察结果。
U2AF1突变
U2AF1突变存在于约15%的无RARS的MDS患者、约10%的CMML、约10%的s-AML、10%的毛细胞白血病变异体(HCL-v)，通常与预后不良和白血病转化风险增加有关。它也见于胰腺导管腺癌和非小细胞肺腺癌的一个子集。U2AF1通常在剪接催化的早期阶段以序列特异性方式识别3剪接位点的AG-二核苷酸。U2AF1中的个突变集中在两个不同的氨基酸残基上，S34和Q，它们都位于两个不同的锌指结构域内。来自人类患者样本的RNA-seq分析显示U2AF1突变主要通过异常盒外显子跳跃或包含诱导5%的总转录物的异常剪接，并且在较小程度上，替代3剪接位点的使用。由突变体U2AF1介导的确切剪接模式由3剪接位点处AG-二核苷酸周围的共有序列决定。如果紧接在AG-二核苷酸之前的核苷酸是C/A而不是T(即“-3”，则S34突变通常促进盒式外显子包含，而Q突变优先包括紧接在AG-二核苷酸之后的含有G而不是A的外显子。二核苷酸。直接错误拼接的目标包括H2AFY、BCOR、ATR、FANCA、STRAP、CASP8、PICALM和GNAS。使用来自表达异常H2AFY和STRAP同种型的脐带血的人CD34+细胞进行的功能研究导致偏斜的骨髓单核细胞分化，而损害了表型U2AF1S34F细胞的红系分化，这表明存在潜在的因果关系。此外，通路分析显示关键特征因U2AF1突变而失调，包括DNA损伤反应、前mRNA剪接、RNA定位和转运、表观遗传调控和细胞周期。
ZRSR2突变
ZRSR2突变存在于约5%-10%的MDS患者中，并且零星分布于整个编码区，预计为功能丧失突变。ZRSR2的突变主要在男性患者中发现，很可能是因为ZRSR2是X连锁基因。由于女性的X失活，通常X染色体基因在男性和女性中都是功能性单倍体;然而，已观察到X染色体上的肿瘤抑制基因“逃脱”失活，在雌性中具有双等位基因表达。由于男性只有一条X染色体，肿瘤抑制基因的失活突变会减少基因剂量，但女性能够通过逃避X失活来维持功能拷贝，导致男性在与这些X连锁肿瘤抑制基因相关的癌症中占优势。ZRSR2是次要剪接体的核心成分，负责剪切次要/U12内含子，占所有人类内含子的不到1%。ZRSR2的缺失预计会导致U12内含子的保留增加而不影响U2内含子剪接图。在体外完成的初步工作确定了几个参与细胞周期调节和MAP激酶信号通路的错误拼接基因。
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袁晓悦
文字来源丨黎子语
图片来源丨.[online]Availableat:
