综述:SRSF7在癌症中的多维调控作用及治疗应用

《Cell Death Discovery》:Multidimensional regulatory roles and therapeutic applications of SRSF7 in cancer

【字体: 时间:2025年12月31日 来源:Cell Death Discovery 7

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  本综述系统阐述了丝氨酸/精氨酸富集剪接因子7(SRSF7)在肿瘤发生发展中的多维调控网络。文章聚焦SRSF7通过调控细胞周期、非编码RNA、RNA甲基化(m6A)和葡萄糖代谢重编程等表观遗传机制促进肿瘤进展,并深入探讨其在肿瘤免疫微环境调控(如IRF7通路和PD-1/PD-L1免疫检查点)及化疗耐药中的关键作用,为开发以SRSF7为节点的肿瘤靶向治疗和伴随诊断提供了新视角。

2. SRSF7的分子结构与生物学功能
2.1 SRSF7的基本分子结构特征
丝氨酸/精氨酸富集剪接因子(SRSF)家族包含12个成员,其结构高度保守。所有SRSF蛋白的羧基末端(C末端)通常包含一个或两个RNA识别基序(RRM)结构域,该结构域作为重要的RNA结合区,可与前体mRNA和信使RNA(mRNA)相互作用。而氨基末端(N末端)则包含一个或多个精氨酸-丝氨酸富集结构域(RS),是蛋白质-蛋白质相互作用和翻译后修饰的主要位点。
剪接体本质上是由五种小核RNA(U1、U2、U4、U5和U6)和众多小核核糖核蛋白(snRNP)组成的多亚基RNA/蛋白质复合物。SRSF家族通过招募各种snRNP来促进剪接体的组装和激活。SRSF7(也称为9G8)是SR蛋白家族的经典成员,它同时编码RRM和SR结构域,并且是唯一一个编码C-X(2)-C-X(4)-H-X(4)-C (CCHC)锌指结构域的SR家族蛋白,这种结构有助于SRSF7特异性结合单链核酸,特别是单链RNA。
2.2 SRSF7的主要生物学功能
2.2.1 SRSF7的经典剪接功能
选择性剪接(AS)使一个基因能产生多个结构和功能不同的mRNA亚型,主要包括外显子跳跃(ES)、可变5'剪接位点(A5SS)、可变3'剪接位点(A3SS)、互斥外显子(MXE)、内含子保留(IR)、可变启动子使用(APS)和可变聚腺苷酸化(APA)等七种类型。SR蛋白和异质核核糖核蛋白(hnRNP)是参与剪接过程的两个重要RNA结合蛋白家族。
在剪接早期,U1 snRNP识别并结合前体mRNA的5'剪接位点,剪接因子1(SF1)和辅助剪接因子U2AF65分别结合内含子3'末端的分支点序列(BPS)和多聚嘧啶区(PPT),形成早期E复合物。随后,U2 snRNP与BPS配对取代SF1,形成A复合物。U4/U6/U5三snRNP复合物的招募形成B复合物。最后,通过两次酯交换反应,内含子形成套索结构,两个外显子连接在一起,完成选择性剪接过程。SR家族蛋白可通过结合外显子剪接增强子(ESE),招募和稳定剪接因子(如U1 snRNP和U2AF)来帮助组装和激活剪接体,从而参与选择性剪接的大多数步骤。SRSF7主要通过其SR结构域在剪接反应中与剪接因子相互作用,影响剪接位点的选择,并通过选择性剪接调控基因表达。
2.2.2 SRSF7的非经典剪接功能扩展
参与核输出
mRNA核输出主要通过核输出因子如NXF1将mRNA从细胞核转运到细胞质。SRSF家族不同程度地参与与NXF1等核输出因子的相互作用,从而影响核输出过程。其中,SRSF7作为衔接蛋白,通过结合mRNA的最后一个外显子和3'非翻译区(3' UTR),招募核输出因子NXF1至mRNA的特定区域,从而促进核输出过程。转录-输出复合物和TAP途径(TREX-TAP)是关键RNA输出通路。对于不含内含子的长链非编码RNA(lncRNA),由于其缺乏剪接,不能自动招募TREX复合物。研究表明,在无内含子的lncRNA NKILA中,存在一个胞质积聚区(CAR-N),SRSF1和SRSF7定位于CAR-N,并与TREX-TAP通路的关键组分UAP56和ALYREF相互作用,进而触发NXF1的招募,完成核输出过程,从而抑制IκB磷酸化并抑制乳腺癌。
参与转录和翻译调控
除参与核输出外,SRSF7还调控mRNA的转录和翻译。研究显示,在人流感病毒感染期间,SRSF7可抑制甲型流感病毒PB2-627E蛋白的聚合酶活性,抑制程度与其C末端RS结构域的长度密切相关。另有研究发现,SRSF7可招募FIP1至上游polyA位点(pPAS),并通过其RS结构域与FIP1的相互作用激活pPAS活性,从而在转录过程中缩短3' UTR长度,增强RNA稳定性,提高蛋白质翻译效率,促进蛋白质表达。
无义介导的mRNA衰变(NMD)是一种细胞质量监控机制。研究表明,SRSF7的过表达可促进含有普遍细胞毒性外显子(PCE)的转录本的产生,这些外显子含有提前终止密码子(PTC),从而触发NMD途径。然而,也有研究认为SRSF7的过表达也可抑制NMD,使得这些PCE转录本得以翻译,通过分裂开放阅读框(Split-ORFs)翻译成两个截短蛋白,从而调控其自身蛋白质稳态的维持。
3. SRSF7促进肿瘤进展的分子机制
3.1 SRSF7在异常细胞周期调控中的作用
基因组不稳定性的改变与肿瘤的发生发展密切相关。研究表明,细胞周期的异常调控可导致基因组不稳定性。例如,由CDKN1A编码的p21通过p53依赖和非依赖途径抑制细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)的活性,从而有效调控细胞周期。研究发现,在结肠癌细胞HCT116中,SRSF7并不直接激活CDKN1A转录,但SRSF7表达降低会增加CDKN1A mRNA的稳定性,并减少p21的降解,进而抑制细胞周期调控蛋白CDK2和肿瘤抑制蛋白pRb的磷酸化,最终阻碍癌细胞的异常增殖。另一项研究显示,SRSF7的过表达促进了肺癌细胞和结肠癌细胞的增殖,并促进了细胞凋亡调节因子Fas受体前体mRNA第6外显子的跳跃,从而激活细胞增殖。而敲低SRSF7则促进了Fas第6外显子的包含,进而诱导肺癌和结肠癌细胞凋亡。这些研究表明SRSF7可能通过异常调控细胞周期影响肿瘤发生。
3.2 SRSF7在非编码RNA调控中的作用
非编码RNA通过与基因组各组分相互作用来调控基因表达和表观遗传状态。研究表明SRSF7参与多种非编码RNA的调控。例如,LINC01123可特异性结合SRSF7,两者表达呈正相关,共同促进结肠癌发展。在非小细胞肺癌(NSCLC)中,MALAT1作为miR-374b-5p的竞争性内源RNA,通过吸附miR-374b-5p,阻止其与SRSF7的3'UTR结合,从而解除对SRSF7的转录后抑制,增加其表达。相应的,SRSF7过表达可抵消由MALAT1敲低引起的对细胞迁移和侵袭的抑制效应。另一研究证明,环状RNA circTLK1与miR-876-3p相互作用,而miR-876-3p的5'UTR与野生型SRSF7的3'UTR结合,SRSF7作为circTLK1/miR-876-3p轴的下游靶标,促进NSCLC的异常增殖。类似地,circRNA Circ_0006006可特异性结合miR-924,从而减轻miR-924与SRSF7的3'UTR结合引起的抑制效应,促进NSCLC进展。在口腔鳞状细胞癌(OSCC)中,SRSF7与长链非编码RNA PANDAR以及蛋白PIM1相互作用。降低PANDAR表达后,SRSF7表达上调,PIM1表达下调,从而抑制OSCC增殖并促进凋亡。在前列腺癌(PCa)中,miR-30e表达显著降低,其过表达可诱导细胞周期阻滞、促进凋亡并增加药物敏感性。SRSF7作为miR-30e的下游靶标,抑制miR-30e会上调SRSF7表达,从而驱动PCa细胞异常的细胞周期分布。
3.3 SRSF7在RNA甲基化调控中的作用
N6-甲基腺苷(m6A)是真核生物mRNA中最常见的修饰形式。研究表明,m6A相关蛋白甲基转移酶3(METTL3)通过调控甲基化相关基因的表达来调节肿瘤侵袭。研究报道,SRSF7通过其RRM结构域与METTL3结合,将其招募至下游基因PDZ结合激酶(PBK)的m6A位点,形成特定的甲基化模式,促进恶性胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。
3.4 SRSF7在葡萄糖代谢重编程中的作用
肿瘤代谢重编程是肿瘤发展中不可或缺的方面。肿瘤细胞增殖依赖于高营养摄入,通常需要进行代谢重编程。Warburg效应使肿瘤细胞能快速产生ATP和代谢中间体。在肝细胞癌中,剪接因子SRSF7通过调控丙酮酸激酶(PKM)的选择性剪接促进PKM2的表达,从而驱动HepG2细胞系的葡萄糖代谢重编程和肿瘤细胞增殖。
3.5 SRSF7在调控肿瘤免疫反应中的作用
3.5.1 SRSF7通过调控免疫微环境促进肿瘤免疫活化
免疫浸润在平衡肿瘤发展中至关重要。SRSF7在调节肿瘤免疫微环境中的作用日益受到关注。通过食管癌的单细胞分析发现,高表达SRSF7的肥大细胞(MC)表现出潜在的促癌特征,且SRSF7(+) MC评分与肿瘤不良预后密切相关。通过基因富集和单细胞分析分别发现,在肝癌和多发性骨髓瘤中,SRSF7与多种浸润炎症细胞相关,并参与多种肿瘤免疫相关信号通路。近期胃癌研究表明,SRSF7作为上游剪接因子,与多个生存相关剪接事件形成调控网络,可能通过影响免疫相关基因的剪接模式来调节肿瘤微环境。在巨噬细胞中,SRSF7特异性结合新生IRF7转录本5' UTR内的第2外显子,通过与组蛋白甲基转移酶KMT5a协作,增强STAT1在启动子的结合并促进RNA聚合酶II延伸,从而激活IRF7转录,揭示了SRSF7在I型干扰素信号通路和免疫微环境重组中的关键调控作用。
3.5.2 SRSF7参与调控PD-1/PD-L1介导的肿瘤免疫逃逸
程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)是一种免疫检查点受体,主要通过与其配体PD-L1结合来抑制免疫细胞功能并诱导凋亡,从而影响肿瘤免疫治疗并促进癌细胞免疫逃逸。近期研究表明SRSF7在肿瘤免疫逃逸中起重要作用。生物信息学富集分析结果显示SRSF7与肿瘤坏死因子-α(TNF-α)相关,而TNF-α可通过激活NF-κB上调PD-L1表达,促进免疫逃逸和转移。因此推测SRSF7可能通过TNF-α参与调控肿瘤免疫反应。研究表明,高表达SRSF7的癌症相关成纤维细胞(CAF)可作为胃癌预后和免疫检查点阻断的生物标志物。关于非编码RNA与SRSF7的研究显示,双荧光素酶报告基因实验揭示了SRSF7的3' UTR与miR-876-3p的5' UTR之间存在结合位点,该相互作用间接调控circTLK1的表达,从而参与调控肿瘤免疫逃逸。另有研究发现,SRSF7与PD-1的3' UTR区域结合,可能通过影响mRNA稳定性与其他RNA结合蛋白协同抑制PD-1表达。
4. SRSF7在肿瘤治疗中的研究突破与临床转化潜力
在传统肿瘤治疗中,耐药性仍是最普遍且重大的挑战。SRSF家族其他成员主要通过经典或非经典剪接机制参与肿瘤耐药。近年来研究表明,miR-30e与SRSF7相互作用并调控其表达,从而增加化疗药物对雄激素受体(AR)阳性去势抵抗性前列腺癌(CRPC)细胞的细胞毒性作用,提高药物敏感性。在休眠和再激活的肺癌A549细胞中,涉及SRSF7的选择性剪接事件普遍受到抑制,这可能与剪接因子表达变化有关,并进一步调控细胞周期和DNA修复相关基因的表达。剪接因子、RNA解旋酶和选择性剪接在A549肺癌细胞对化疗应激的适应性反应中扮演复杂角色,参与调控细胞休眠和再激活,为克服化疗耐药和肿瘤复发提供了新策略。
5. 挑战与未来方向
本综述探讨了SRSF7在多种肿瘤中的促癌功能,其通过增强细胞增殖和侵袭促进肿瘤发展。生物信息学分析结合实验证据表明SRSF7参与PD-1和IRF7等关键通路。虽然SRSF7已被提议作为多种癌症的诊断和预后生物标志物,但仍需更大规模的实验和临床研究确认其临床应用价值。通过小分子抑制剂或基因编辑策略实现SRSF7的抗肿瘤潜力,仍需全面评估其可靠性、安全性、靶向能力和耐药风险。基于扎实的基础研究,旨在开发SRSF7特异性抑制剂,利用其剪接调控网络并探索其与免疫检查点抑制剂的协同效应,将为癌症治疗提供新策略。
总之,作为RNA剪接的核心调控因子,对SRSF7的研究增强了我们对肿瘤发生的分子理解,并为精准医学中的靶向干预提供了新机遇。通过跨学科合作和技术创新,SRSF7有望成为癌症疗法和伴随诊断的关键靶点,推动从基础研究到临床转化的重大发展。

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