综述：特定RNA转录本（SRTs）：从概念到临床应用

《Chinese Medical Journal》：Specific RNA transcripts (SRTs): From concepts to the clinic

高throughput RNA测序（RNA-seq）在揭示特定RNA转录物（SRTs）的生成机制、组织特异性功能及在癌症中的诊断治疗潜力方面取得显著进展。SRTs通过可变剪接（AS）、转录调控、polyadenylation及转座子元素（TEs）等多机制产生，其表达与正常组织发育及肿瘤发生发展密切相关。研究显示，SRTs可作为生物标志物预测预后，并可通过CRISPR/Cas9、 antisense oligonucleotides（ASOs）等靶向技术调控肿瘤相关通路。长读长测序（LR-seq）技术为解析全转录本及单细胞异质性提供了新工具，推动精准医学发展。

　　在过去的十年中，随着高通量RNA测序（RNA-seq）技术的广泛应用，我们对人类生理和疾病中转录组动态的理解得到了极大的拓展。RNA-seq作为一种强大的工具，能够揭示RNA生物学中的系统性变化，从而帮助科学家发现新的功能性RNA物种。成熟的RNA转录本是遗传信息从DNA传递到蛋白质的主要载体，它们的生成涉及复杂的转录调控和转录后调控机制。这些调控过程使得一个基因可以产生多种RNA转录本，每种转录本在不同的生理或病理条件下执行特定的功能。某些特定的RNA转录本（SRTs）在特定组织或肿瘤中特异性表达，与组织特异性功能或疾病状态密切相关，尤其是在癌症研究中，SRTs的作用尤为显著。

在正常组织发育和疾病进程中，SRTs扮演着至关重要的角色。它们不仅参与维持细胞的正常功能，还可能在疾病发生和进展中发挥关键作用。例如，在脑组织中，SRTs通过调控特定的剪接事件，影响神经元的功能和发育。在心脏发育过程中，特定的剪接模式和转录调控机制对于心脏细胞的分化和功能至关重要。而在肝脏发育中，SRTs的表达模式和调控机制对于维持胆固醇平衡和代谢功能具有重要意义。这些SRTs的发现不仅加深了我们对组织和器官发育机制的理解，也为相关疾病的治疗提供了新的思路。

在癌症研究中，SRTs的生成机制尤为复杂。癌细胞中出现的基因重排、异常的剪接事件（如替代剪接）、转位剪接以及RNA编辑等现象，都可能导致肿瘤特异性转录本（TSTs）的出现。这些TSTs可能具有独特的功能，例如促进肿瘤生长、增强细胞迁移能力或影响肿瘤微环境。研究表明，不同基因的转录本可能具有截然不同的功能，甚至在某些情况下相互矛盾。例如，在肝癌中，BIN1基因的两种转录本BIN1-S和BIN1-L分别在正常肝组织和肝癌细胞中发挥截然不同的作用：BIN1-S具有抑癌功能，而BIN1-L则可能促进肿瘤进展。这种基因转录本的多样性为理解肿瘤的分子机制提供了新的视角，也为开发更精准的治疗策略奠定了基础。

为了更全面地研究SRTs，科学家们开发了多种方法和技术。其中，利用长读长测序（LR-seq）技术进行全长度转录本分析，已经成为研究SRTs的重要手段。相比传统的短读长测序技术，LR-seq能够更准确地捕获完整的RNA序列，揭示复杂的剪接事件和转录本多样性。例如，在肝癌研究中，利用PacBio Iso-Seq技术进行的全长度转录本分析，发现了超过26,000种差异表达的转录本，其中一半以上是之前未被注释的。这些转录本不仅在基因表达水平上存在差异，还可能在表观遗传调控上表现出不同的特征。某些SRTs的高表达与患者的不良预后相关，提示这些转录本可能作为疾病的生物标志物，用于疾病的诊断和预后评估。

此外，SRTs的生成还受到转座子（TEs）等基因组元件的影响。转座子是能够移动的DNA序列，它们在基因组中占据较大比例，并且在转录调控中发挥重要作用。在癌症中，转座子的转录水平通常升高，这可能与表观遗传调控的变化有关。例如，某些转座子的启动子区域在肿瘤中被重新激活，导致新类型的转录本产生，这些转录本可能具有免疫原性，成为免疫治疗的潜在靶点。在一些研究中，科学家发现转座子驱动的转录本可以作为新的抗原，激活免疫系统，从而促进对肿瘤细胞的攻击。这种现象在某些癌症类型中已被证实，例如在肝癌中，由转座子驱动的转录本可能成为免疫治疗的新型靶点。

SRTs的应用不仅限于基础研究，还广泛涉及疾病的诊断和治疗。在癌症治疗中，科学家们正在探索利用SRTs作为诊断标志物和治疗靶点的潜力。例如，利用高通量RNA测序技术，研究人员发现了一些与肿瘤发生和进展密切相关的SRTs，这些转录本可能成为新的治疗策略的基础。通过靶向特定的剪接事件，例如使用反义寡核苷酸（ASOs）技术，可以调节RNA的剪接过程，从而恢复正常的蛋白质功能。ASOs已经被成功应用于多种疾病的治疗，如脊髓性肌萎缩症（SMA）、乳腺癌和阿尔茨海默病等。在这些疾病中，ASOs能够特异性地结合RNA分子，阻止异常剪接、抑制非功能性蛋白的产生，或者促进功能性蛋白的表达，从而改善病情。

然而，SRTs的研究仍面临诸多挑战。首先，许多SRTs具有组织或疾病特异性，这使得它们在标准参考数据库中的注释和识别变得困难。其次，SRTs的表达水平可能受到多种因素的影响，包括表观遗传调控、环境因素以及细胞间的异质性。这些因素可能导致同一基因的不同转录本在不同个体或组织中表现出显著差异，从而增加了研究的复杂性。此外，尽管高通量RNA测序技术已经取得了重大进展，但在某些情况下，其对低丰度或高度相似转录本的检测精度仍存在局限。因此，科学家们正在寻求更先进的技术手段，如长读长测序和单细胞测序，以提高对SRTs的识别和分析能力。

随着技术的进步，SRTs在疾病诊断和治疗中的应用前景愈发广阔。未来，随着人工智能（AI）和计算生物学的不断发展，SRTs的分析和应用将进入一个全新的阶段。AI可以利用SRTs的分子特征，帮助识别肿瘤亚型、预测疾病进展和优化治疗方案。例如，通过分析SRTs的表达模式，AI可以更精确地判断患者的预后情况，为个体化医疗提供支持。此外，SRTs还可能成为新型疫苗开发的靶点，例如通过靶向SRTs产生的肿瘤特异性抗原，可以激活免疫系统，提高癌症治疗的效果。

在未来的医学研究中，SRTs的研究将更加注重其在不同疾病类型中的特异性表达和功能。例如，在心血管疾病中，SRTs可能通过调控特定的剪接事件，影响血管重塑和细胞功能。在神经退行性疾病中，SRTs可能通过改变特定蛋白的结构和功能，影响神经元的正常运作。因此，深入研究SRTs的生成机制及其在不同疾病中的作用，不仅有助于揭示疾病的分子基础，还可能为开发更精准的诊断和治疗手段提供新的思路。

总之，SRTs的研究已经成为现代分子生物学和医学领域的重要方向。它们不仅揭示了基因表达的复杂性，还为疾病的诊断、治疗和预防提供了新的工具和策略。随着长读长测序、单细胞技术以及人工智能等新技术的发展，SRTs的探索将更加深入，有望为人类健康带来更大的益处。未来，科学家们将继续致力于揭示SRTs的分子机制，并探索其在临床中的应用潜力，以推动个性化医疗和精准医学的发展。