曹滌非，姜 洋，黃國慶，薛佳瑩，吳 瓊，王 雷 ，孫 堯，王東凱，李 瑤，邢 言，劉兆良

(1.黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱 150020； 2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)，哈爾濱 150020)

剪切體蛋白PRPF8的研究進(jìn)展

曹滌非1，姜 洋1，黃國慶1，薛佳瑩1，吳 瓊1，王 雷1，孫 堯1，王東凱1，李 瑤1，邢 言1，劉兆良2

(1.黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱 150020； 2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)，哈爾濱 150020)

真核生物中，mRNA前體的可變剪切是一個(gè)重要過程，在這過程中剪切體蛋白起到重要的作用。PRPF8是剪切體的核心蛋白，它的突變可引起一些模型細(xì)胞的死亡，并且與疾病的發(fā)生有重要的關(guān)系。

mRNA前體；可變剪切；PRPF8

真核生物中，絕大多數(shù)基因的初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物前 mRNA(pre-mRNA)必須經(jīng)過剪切等加工過程，才能形成成熟的mRNA。可變剪切是指同一種pre-mRNA具有多種剪切程序，形成不同的mRNA。pre-mRNA 的可變剪切是控制基因表達(dá)和產(chǎn)生蛋白質(zhì)多樣性的重要機(jī)制，在產(chǎn)生受體多樣性、調(diào)節(jié)控制生長發(fā)育等方面起著決定性作用[1]。

1 mRNA前體可變剪切的機(jī)制

以外顯子和內(nèi)含子為單元的基因結(jié)構(gòu)形式在真核生物中普遍存在，人類基因中的大多數(shù)都含有內(nèi)含子。因此，通過切除內(nèi)含子把外顯子按一定的順序拼接起來形成成熟的 mRNA，再經(jīng)過翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)就是一種最普遍的基因表達(dá)方式[2]。現(xiàn)已經(jīng)知道，mRNA 的剪切是基于對剪切位點(diǎn)的識別基礎(chǔ)上，由被稱為剪切體的核酸蛋白復(fù)合物完成。剪切體包含了 5 種SnRNP 和超過200種的蛋白質(zhì)因子，這些蛋白質(zhì)因子有富含精氨酸和絲氨酸的SR 蛋白和非SR 蛋白，包括hnRNP、RNA螺旋酶、激酶等[3-4]。剪切復(fù)合體的形成開始于 U1snRNP 結(jié)合至 5′剪切位點(diǎn)和SF1(splicing factor 1)、U2snRNP 結(jié)合至 3′剪切位點(diǎn)處的分支點(diǎn)，U2snRNP的結(jié)合需要輔助因子U2AF。U2AF 由 65kDa 和 35kDa 兩個(gè)亞基組成，U2AF65 識別多聚嘧啶區(qū)域，U2AF35 識別 3′剪接位點(diǎn)的AG，隨后 U2snRNP 結(jié)合到分支點(diǎn)上，從而形成了剪切前體。最后 U5 和 U4/U6snRNP 的結(jié)合完成剪切體的組裝，經(jīng)過兩個(gè)連續(xù)的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，完成了內(nèi)含子的切除和外顯子的連接[5]。

圖1 剪切體剪切調(diào)控過程Fig.1 Regulation of splicing

2 剪切體蛋白PRPF8的生物學(xué)功能

PRPF8 是 U5snRNP 的重要組成成分，是剪切體的核心蛋白。它在剪切體的組裝和催化兩步的轉(zhuǎn)酯化酶促反應(yīng)中均發(fā)揮作用，是剪切體蛋白中在進(jìn)化上最保守的蛋白之一[6]。酵母實(shí)驗(yàn)和哺乳動物細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)證明了PRPF8 在剪切中不可或缺的作用[7]。但是關(guān)于這個(gè)蛋白的生理和細(xì)胞生物學(xué)功能卻很少研究。模型動物中的有限研究表明：PRPF8 是維持生物生存的重要蛋白。酵母中 PRPF8 突變會引起溫度敏感的細(xì)胞周期阻滯[7]。在線蟲和斑馬魚中廢除PRPF8 的表達(dá)會造成胚胎期的死亡[7]。在果蠅的 S2 細(xì)胞中沉默 PRPF8 可以引起大量的細(xì)胞死亡[8]。而PRPF8 調(diào)控細(xì)胞生存能力這一功能在哺乳動物細(xì)胞中也一樣保守。小鼠中完全敲除 PRPF8 會引起小鼠胚胎的早期死亡[9]。在一個(gè)由歐盟資助的篩選與有絲分裂相關(guān)的基因的項(xiàng)目中(MitoCheck)，在 Hela 細(xì)胞中用 4種不同的 siRNA 沉默 PRPF8均導(dǎo)致了細(xì)胞死亡。而相似的現(xiàn)象也在另外兩個(gè)完全獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)[10]。

在遺傳性疾病中，PRPF8與常染色體顯性遺傳視網(wǎng)膜色素變性有關(guān)[11]。此外，在非轉(zhuǎn)化的和轉(zhuǎn)化的乳腺上皮細(xì)胞系(human mammary epithelial cells， HMEC)中，在利用乳腺癌細(xì)胞系 Cal51 和 HCC1954 中，在結(jié)腸癌細(xì)胞系 HCT116和 DLD1，沉默 PRPF8 都可以導(dǎo)致細(xì)胞死亡。這證明 PRPF8 是一個(gè)功能非常保守的，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞生存能力的原癌基因[12-14]，并且 PRPF8 可能在腫瘤的生長中發(fā)揮重要作用[15]。劉兆良等通過免疫印跡的方法檢查了多個(gè)乳腺癌細(xì)胞系中 PRPF8的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)與正常乳腺上皮細(xì)胞相比較，PRPF8 的表達(dá)在檢測的所有的乳腺癌細(xì)胞中都有不同程度的上調(diào)。通過檢索了腫瘤基因組圖譜計(jì)劃(the Cancer Genome Atlas, TCGA)的數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn) PRPF8 在乳腺癌中頻繁地發(fā)生突變、缺失和擴(kuò)增。這些數(shù)據(jù)表明 PRPF8 作為一個(gè)剪切體的核心蛋白，對于細(xì)胞生長具有重要作用，可能在乳腺癌中發(fā)揮重要作用。

3 展望

可變剪切是真核生物細(xì)胞中不可或缺的過程，對基因的轉(zhuǎn)錄和蛋白的表達(dá)具有重要的調(diào)控作用。最近的研究表明，在可變剪切過程中的突變會導(dǎo)致許多疾病的發(fā)生，因此，從mRNA前體的剪切水平上尋找疾病發(fā)生的原因，有助于臨床對疾病發(fā)病機(jī)制的深刻認(rèn)識和對疾病靶向治療的幫助?？勺兗羟袑⑹墙窈笈R床醫(yī)學(xué)研究的方向，剪切體蛋白的研究將成為熱點(diǎn)。

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Study on spliceosome of PRPF8

CAO Di-fei1, JIANG Yang1, HUANG Guo-qing1, XUE Jia-ying1, WU Qiong1, WANG Lei1,SUN Yao1, WANG Dong-kai1, LI Yao1, XING Yan1, LIU Zhao-liang2

(1. Institute of Advanced Technology, Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150020, China;2. Harbin Medical University, Harbin 150020, China)

In eukaryotes, alternative splicing of mRNA precursors is an important process, which plays an important role in this process. PRPF8 is the core protein of splicing, the mutation of which can cause the death of model cell, and it has an important relationship with the occurrence of the disease.

Pre-mRNA; Splicing; PRPF8

2016-09-12

項(xiàng)目來源：黑龍江省科學(xué)院預(yù)研項(xiàng)目(CX13H08)

曹滌非(1981-)，女，博士，副研究員。

劉兆良(1975-)，男，博士，副研究員。

R73-3

A

1674-8646(2016)23-0014-02