Gut 综述：eG青年编委金浩杰研究员团队总结肝癌可变剪切调控机制以及靶向干预策略—“未折叠蛋白反应”在肠道生理中的关键作用

导读

原发性肝癌（简称肝癌）是发生于肝细胞或肝内胆管上皮细胞的恶性肿瘤，主要包括肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）、肝内胆管癌（Intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC）和混合型肝细胞癌-胆管癌（Combined hepatocellularcholangiocarcinomac，HCC-CCA）3种不同病理学类型，在全球致死率极高。由于肝癌的分子异质性较高，因而目前有效的临床治疗方案较少，迫切需要进一步阐明肝癌的分子异质性以及调控机制。RNA剪接（RNA splicing）是指从DNA模板链转录出的最初转录产物中除去内含子，并将外显子连接起来形成一个连续的RNA分子，进而形成不同蛋白质的一种重要的RNA转录后加工和修饰过程。绝大多数的人类基因存在可变剪接（Alternative splicing，AS），AS是一种癌症特征，并且普遍存在于肝癌进展过程中。因此，解析肝癌相关的AS过程有助于发现肝癌治疗新靶点，为制定肝癌治疗新策略提供依据。

近日，上海交通大学医学院附属仁济医院、上海市肿瘤研究所金浩杰研究员及团队在消化病学领域顶刊Gut上发表题为“Perturbation of mRNA splicing in liver cancer: insights, opportunities and challenges”的综述论文（Recent advances in basic science）。该综述系统总结并讨论了AS在肝癌中的功能作用、调控机制、生物信息学研究方法以及靶向AS的肝癌治疗策略，并对AS在肝癌等实体瘤研究中的前景进行了展望。

上海交通大学医学院附属仁济医院、上海市肿瘤研究所助理研究员贾琦、硕士生孙笑笑和李昊昱为该论文的共同第一作者，上海交通大学医学院附属仁济医院、上海市肿瘤研究所金浩杰研究员、覃文新研究员和荷兰癌症研究所Rene Bernards院士为共同通讯作者。本论文得到了香港城市大学陈居明教授的重要支持。

由于基因剪接位点选择方式的不同，AS可分为6种类型，分别是外显子跳跃、互斥外显子、可变5´剪接位点、可变3´剪接位点、保留内含子以及可变多聚腺苷酸化。AS产生的mRNA亚型具有不同的编码区、3´端非翻译区（Untranslated region，UTR）或读码框序列，从而影响了包括mRNA稳定性、定位、翻译等过程，进而调控基因表达。AS失调被认为是癌症发生和进展的新标志。在肝癌的各个亚型中，AS均可参与调控肿瘤细胞增殖、转移、血管生成、代谢、耐药性和抗肿瘤免疫等多方面的恶性表型（见图1）。例如，在HCC中Krüppel样转录因子6（Krüppel-like factor 6，KLF6）具有两个AS异构体（SV1和SV2），SV1剪接异构体通过激活磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）和AKT的信号通路促进HCC细胞生长，而SV2剪接异构体则通过诱导细胞周期抑制基因CDKN1A和促凋亡基因BAX的表达，抑制HCC细胞增殖。乙型肝炎病毒（Hepatitis B virus，HBV）感染是肝癌发生的一个重要风险因素，HBV的前基因组RNA可以发生AS，产生至少20种AS异构体，控制了肝细胞趋化因子的合成，这有助于慢性感染患者肝脏的免疫抑制。同样，在胆管癌（Cholangiocarcinoma，CCA）中，白细胞介素1受体拮抗剂（Interleukin-1 receptor antagonist，IL1RN）受AS作用可产生新的炎症检查点，该检查点能够抑制由KRAS突变引起的炎症信号级联反应和CCA进展。

图1. AS影响肝癌增殖、转移、血管生成、代谢、耐药性和免疫等

来源：原文图2

AS调控是一个动态且有序的过程，主要由一种大核糖核蛋白复合物即剪接体调控，并受到300多种剪接因子的辅助调节。因此，在肝癌中异常的AS通常与剪接体核心成分的改变、剪接位点的突变和以剪接因子为主的剪接调控蛋白的异常改变有关。此外，剪接因子的异常表达也会促进肝癌进展，单一剪接因子的改变可导致细胞内AS发生巨大变化。比如，人富含丝氨酸/精氨酸（Serine/arginine-rich，SR）家族的剪接因子3（SRSF3）调控的靶基因，可参与HCC的增殖、凋亡、代谢和治疗抵抗等。

AS调节剂是建立新型癌症治疗药物的一个潜在选择，反义寡核苷酸（Antisense oligonucleotides，ASO）可以特异性地靶向AS异构体。第一代“RNA疗法”在治疗神经退行性疾病临床研究方面取得了成功并被FDA批准使用，nusinersen是一种ASO，可抑制SMN2外显子7发生跳跃和提高SMN蛋白水平，并纠正脊髓性肌萎缩症（Spinal muscular atrophy，SMA）中的剪接错误。在HCC中，引起M2丙酮酸激酶（Pyruvate kinase，PKM）AS亚型变化的ASO，能够逆转Warburg效应并抑制肿瘤发生。另外，靶向核心剪接体和剪接因子募集的小分子已被开发用来进行定向RNA剪接。开发针对特异性剪接调节蛋白的抑制剂具有挑战性，一个成功的例子是发现了芳基磺酰胺（Indisulam），它通过诱导RBM39 降解来靶向剪接，并在肝癌中表现出抗癌活性。

此外，AS带来的癌症治疗潜力进一步推动了基于RNA的治疗策略，包括siRNA-脂质纳米颗粒递送系统、靶向RNA或RNA结合蛋白的CRISPR筛选方法以及mRNA疫苗等，AS产生的新生抗原通常对免疫系统来说是全新的，从而产生更好的免疫应答反应，针对源自AS的新生抗原设计嵌合抗原受体（Chimeric antigen receptor，CAR）T细胞疗法可能成为切实可行的治疗选择。当然，还需要进一步的临床转化试验来证明，剪接调节类药物是否可以在临床癌症免疫治疗中进行推广。总体来说，揭示普遍的肝癌特异性RNA AS失调的机制和功能，挖掘新的AS靶点及其衍生的新生抗原，有助于开发新的肝癌治疗策略（见图2）。

图2.靶向AS在肝癌治疗中的应用潜力

来源：原文图4

引证本文

Jia Q, Sun X, Li H, et al. Perturbation of mRNA splicing in liver cancer: insights, opportunities and challenges. Gut Published Online First: 10 December 2024. doi: 10.1136/gutjnl-2024-333127

https://gut.bmj.com/content/early/2024/12/10/gutjnl-2024-333127