酒精性肝炎中的异常可变剪接：RNA结合蛋白（RBPs）和序列关联数量性状（sQTLs）的调控作用

《BMC Gastroenterology》：Aberrant alternative splicing in alcoholic hepatitis: regulatory roles of RBPs and sQTLs

酒精性肝炎中替代剪接事件及调控机制的系统研究，基于41例肝脏样本的转录组数据，鉴定出106万条转录本，其中42.23%为参考基因组未注释的新转录本。通过SUPPA2分析发现1655个异常替代剪接事件（AASEs），涉及1170个基因，并与22个差异表达的RNA结合蛋白（RBPs）形成调控网络。sQTL分析揭示4745个与AASEs相关的遗传变异位点，富集于脂肪酸降解、铁死亡等代谢通路。关键发现包括PEBP1、HSPA7和DMGDH等RBPs对多类型AASEs的显著调控，以及GAB1、TJP2、RCAN1等疾病相关基因的sQTL定位。本研究为酒精性肝病的分子机制和靶向治疗提供了新依据。

　　本研究通过分析41个样本（其中正常样本21个，酒精性肝炎（AH）样本20个）的转录组数据，揭示了AH中替代剪接（Alternative Splicing, AS）在疾病发生发展中的重要作用。研究数据来源于NCBI数据库中的三个项目（PRJNA597328、PRJNA600011和PRJNA656197），这些数据涵盖了不同来源的肝脏组织样本，为理解AH的分子机制提供了重要依据。

研究发现，在AH患者的肝脏组织中，共鉴定出1,061,774个转录本，其中42.23%为未在参考基因组中注释的新型转录本，这一比例凸显了AH中转录组变异的多样性。新型转录本不仅在数量上占据优势，而且其长度和外显子数量均高于参考转录本，表明其在结构上更为复杂。这种结构的多样性可能反映了在AH病理状态下，基因表达调控机制的复杂性。同时，研究还发现，AH样本中表达的转录本数量比正常样本有所增加，这可能意味着酒精摄入对基因表达模式产生了显著影响。

进一步分析显示，在AH中存在1,655个异常替代剪接事件（Aberrant Alternative Splicing Events, AASEs），这些事件涉及1,170个基因。其中，有487个AASEs与22种差异表达的RNA结合蛋白（RNA-binding proteins, RBPs）显著相关。这表明，在AH的病理过程中，RBPs可能通过调控特定的剪接事件，影响蛋白质的结构和功能，从而在疾病进展中发挥关键作用。此外，研究还鉴定出4,745个剪接数量性状位点（splicing quantitative trait loci, sQTLs），这些sQTLs分布在2,438个基因中，并且这些基因主要参与代谢过程的调控。值得注意的是，部分sQTLs位于已知与酒精性肝病（Alcoholic Liver Disease, ALD）相关的基因中，如GAB1、TJP2和RCAN1，这为理解ALD与AH之间的遗传联系提供了新的视角。

研究还构建了一个基于相关性的RBP-AASE调控网络，该网络包含487个AASEs和371个相关基因。通过这一网络，研究人员发现某些RBPs在调控AASEs方面具有更强的影响力。例如，PEBP1调控了149个AASEs，而HSPA7和DMGDH则分别调控了143个AASEs。这些RBPs可能在AH的病理过程中起到关键作用，其调控的剪接事件可能影响到肝细胞的代谢、炎症反应以及细胞凋亡等重要过程。同时，sQTLs的鉴定结果也表明，某些遗传变异可能通过影响剪接位点或调控元件，改变特定基因的剪接模式，进而影响疾病的发生与发展。

从功能角度分析，sQTLs相关的基因主要富集在与代谢调控相关的通路中，包括脂质代谢、细胞酮代谢以及脂肪酸代谢等。这些通路在AH的病理过程中具有核心地位，例如，酒精摄入会破坏肝脏的脂质代谢平衡，导致脂肪堆积和脂毒性，进而引发肝炎。此外，sQTLs还与铁死亡（ferroptosis）等病理过程相关，铁死亡已被广泛认为是酒精相关肝病的重要机制之一。研究还发现，部分sQTLs位于具有特定结构域的基因中，如与泛素相关（ubiquitin-related）的基因，这可能意味着这些遗传变异通过影响泛素介导的蛋白质降解过程，参与AH的发病机制。

研究中还特别关注了某些关键基因的sQTLs。例如，位于DHX37基因内含子区域的sQTL（chr12:124,974,451）与五种不同的剪接事件相关，其中包括一个A3型剪接事件和三个MX型剪接事件。这些剪接事件可能影响DHX37蛋白的功能，进而影响肝脏的炎症反应和代谢过程。同样，位于GAB1基因的sQTL（chr4:143,353,003）与两种AF型剪接事件相关，而GAB1在肝癌细胞的侵袭和迁移中具有抑制作用，这可能意味着该基因的剪接调控在AH中也具有重要意义。此外，TJP2基因的sQTL（chr9:69,225,129）与肝细胞的紧密连接功能密切相关，其突变可能导致肝细胞之间的屏障受损，进而引发肝脏炎症。RCAN1基因的sQTL（chr21:34,521,677）则可能通过影响钙调神经磷酸酶（calcineurin）的活性，参与肝脏纤维化的调控。

本研究的结果不仅揭示了AH中替代剪接的广泛存在及其在疾病中的关键作用，还提供了重要的分子机制线索。例如，某些RBPs可能通过调控特定的剪接事件，影响肝细胞的代谢和炎症反应，从而促进或抑制疾病的发展。同时，sQTLs的鉴定也表明，某些遗传变异可能通过改变剪接模式，影响关键基因的表达，进而影响肝脏的病理状态。这些发现为AH的分子机制研究提供了新的方向，也为未来的治疗策略提供了潜在的靶点。

然而，本研究也存在一些局限性。首先，样本数量相对有限，尤其是AH患者肝脏样本的获取较为困难，这可能影响结果的全面性和代表性。其次，sQTLs的鉴定基于RNA-seq数据，而RNA-seq在检测遗传变异方面的能力可能不如全基因组测序（whole-genome sequencing, WGS）或大规模单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）分析方法。因此，未来的研究需要在更大的样本规模下进行，以提高sQTL分析的准确性和可靠性。此外，尽管本研究已经对批次效应进行了校正，但仍然需要警惕由于残留批次效应可能引入的偏差，因此对新型转录本和剪接事件的实验验证仍然是必要的。

综上所述，本研究通过系统分析AH患者的转录组数据，揭示了替代剪接在肝脏疾病中的重要性，并发现了多个与疾病相关的RBPs和sQTLs。这些结果不仅为理解AH的分子机制提供了新的视角，也为未来的治疗策略和分子标志物的发现奠定了基础。未来的研究应进一步探索这些剪接事件和遗传变异的具体功能，以及它们在不同肝脏细胞类型中的作用，以更全面地揭示AH的发病机制和潜在的治疗靶点。