进化保守的PRP4K-CHMP4B/vps32剪接回路调控自噬机制及其在癌症中的病理意义

这篇研究揭示了肿瘤抑制因子PRP4K（pre-mRNA processing factor 4 kinase）通过调控ESCRT-III复合物基因CHMP4B/vps32的剪接，在人类细胞和盘基网柄菌（Dictyostelium discoideum）中保守性维持自噬体-溶酶体融合功能。该工作首次建立PRP4K缺失导致自噬缺陷与癌症发展的分子关联，为理解RNA剪接异常（mis-splicing）如何通过破坏自噬（autophagy）促进疾病提供了新视角。

　　

细胞定位与发育表型：揭示Prp4k的多功能性
在盘基网柄菌（Dictyostelium discoideum）中，Prp4k蛋白呈现独特的核质分散定位模式，与人类PRP4K的剪接斑点定位形成对比。通过CRISPR-Cas9成功构建的prp4k敲除（KO）株系展现出多尖端（multi-tip）发育缺陷，这与自噬突变体表型高度相似。值得注意的是，Prp4k蛋白水平在饥饿诱导的聚集期（8-10小时）达到峰值，暗示其与多细胞发育阶段的紧密关联。

自噬与分泌缺陷的核心机制
prp4k KO导致自噬流（autophagic flux）严重受损，表现为Atg8b阳性自噬体积累、蛋白周转率下降以及c-di-GMP分泌缺陷。透射电镜显示KO细胞胞质内电子致密物质堆积，而GFP-PgkA报告系统证实自噬溶酶体（autolysosome）活性降低。特别值得注意的是，自噬依赖的次级信使c-di-GMP分泌障碍在prp4k KO和atg5^-
/atg9^-
突变体中均被检出，这为理解自噬如何通过调控分泌通路影响发育提供了直接证据。

跨物种保守的剪接调控网络
在人类细胞中，PRP4K缺失引发ESCRT-III成员CHMP4B的异常剪接（mis-splicing），包括外显子2-4缺失（Δex2-4）和替代转录起始事件。互补实验证明，无论是人类CHMP4B cDNA还是盘基网柄菌Vps32的表达，均可挽救自噬体-溶酶体融合缺陷。这种功能保守性在进化上跨越6亿年，凸显PRP4K-CHMP4B/vps32通路在维持内体系统（endosomal system）稳态中的核心地位。

分子互作与治疗潜力
激酶活性实验揭示PRP4K的催化功能对其剪接调控至关重要。在人类乳腺癌细胞MCF7中，PRP4K敲低（KD）导致STX17-VAMP8介导的自噬体-溶酶体融合效率下降3.4倍，同时伴随溶酶体数量增加（1.4倍）但组织蛋白酶B（cathepsin B）活性减半。这些发现为靶向PRP4K-CHMP4B轴治疗自噬相关疾病（如癌症和神经退行性疾病）提供了新思路。

生物学意义与未解之谜
该研究首次将剪接激酶（splicing kinase）功能与ESCRT-III依赖的自噬调控联系起来。尽管揭示了CHMP4B/vps32的核心作用，但PRP4K是否通过磷酸化SR蛋白（如SRSF1）间接调控剪接仍有待探索。此外，PRP4K缺失导致的溶酶体功能异常（LAMP2上调但活性下降）提示其可能参与溶酶体再生（lysophagy）调控，这为后续研究开辟了新方向。