编辑推荐：
为探究 HNRNPA1 异构体对基因表达的影响及与 dsRNA 介导的先天免疫应答的关联，研究人员通过 RNA 测序等技术展开研究。结果发现二者调控不同基因集，hnRNP A1 可抑制先天免疫基因。这为理解细胞功能和疾病机制提供新视角。
在生命的微观世界里，基因表达的调控如同精密的交响乐，每一个音符都至关重要。其中，HNRNPA1（异质核核糖核蛋白 A1）作为一种关键的 RNA 结合蛋白，在这场交响乐中扮演着独特的角色。HNRNPA1 可通过可变剪接产生两种主要异构体 hnRNP A1 和 hnRNP A1B，它们虽在机体中广泛表达，但在细胞定位、组织表达模式上却有所不同，且与多种疾病的发生发展紧密相关。然而，此前对于这两种异构体在细胞功能方面的具体作用，科学家们了解得还不够深入。为了填补这一知识空白，来自加拿大蒙特利尔大学附属医院（Centre hospitalier de l’Université de Montréal，CHUM）研究中心等机构的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上，为我们理解基因表达调控和先天免疫应答机制带来了新的曙光。
研究人员为了探究 HNRNPA1 异构体对基因表达的影响以及它们与 dsRNA（双链 RNA）介导的先天免疫应答的相关性，采用了多种关键技术方法。在细胞模型构建方面，利用小鼠红白血病细胞系 CB3，将其内源性 HNRNPA1 基因敲除，构建了分别单独表达 hnRNP A1 和 hnRNP A1B 的细胞系 CB3 A1 和 CB3 A1B；同时，使用人肺腺癌肺泡基底上皮细胞系 A549 进行相关验证实验。在基因表达分析上，运用 RNA 测序（RNA-seq）技术对不同细胞系的转录组进行分析，通过 DESeq2 软件筛选差异表达基因。此外，还采用定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）、免疫印迹（Western blot）、免疫荧光等技术，从 mRNA 和蛋白质水平对基因表达和蛋白定位等进行检测 。
HNRNPA1 异构体调节共同基因集和异构体特异性基因
研究人员利用构建好的细胞系，对转录组进行分析。通过 RNA-seq 技术，结合 DESeq2 软件分析，以 p 值 < 0.05 且 Log2FoldChange ≥ 1 为阈值，发现 hnRNP A1 表达相较于亲本细胞系显著影响 492 个基因的表达，hnRNP A1B 则影响 378 个基因。进一步比较发现，二者共同调节 220 个基因，同时分别有 272 个和 158 个基因受各自特异性调节。这表明 HNRNPA1 异构体除了调节共同基因集外，还调控各自独特的基因集，对于维持细胞内环境稳定都必不可少。
HnRNP A1 和 HnRNP A1B 调节共同和异构体特异性细胞功能
为深入了解差异表达基因对细胞功能的影响，研究人员运用 DAVID 功能聚类对基因本体（GO）进行分析，以富集分数 > 1.3 为显著标准。结果显示，CB3 A1 细胞中差异表达基因在免疫、跨膜受体等 8 个聚类中富集；CB3 A1B 细胞的差异表达基因则在免疫、干扰素应答等 18 个聚类中富集。对仅由一种异构体调节的基因进行分析发现，hnRNP A1 调节的基因在跨膜蛋白、免疫等功能上富集，hnRNP A1B 调节的基因在病毒应答等功能上富集，二者共同调节的基因在胶原蛋白、细胞迁移等方面富集。这说明两种异构体影响多种细胞和代谢过程，且功能上存在差异，无法完全相互替代。
HnRNP A1 和 HnRNP A1B 差异调节与先天免疫相关的基因
直接比较 CB3 A1B 和 CB3 A1 的数据集，研究人员发现有 310 个基因差异表达。GO 功能聚类分析显示，这些差异表达基因在先天免疫相关的聚类中富集程度最高。深入研究发现，在基础条件下，hnRNP A1 可抑制参与先天免疫和 dsRNA 应答的基因表达，如 OAS1a、OAS2、OAS3、IRF7 等干扰素刺激基因（ISG）。在人源 A549 细胞中，通过 siRNA 敲低实验进一步验证，敲低 hnRNP A1/A1B 会导致相关 ISG 表达上升，而单独敲低 hnRNP A1B 则无明显变化。此外，通过剪接转换寡核苷酸（SSO）改变异构体比例或单独过表达 hnRNP A1、hnRNP A1B，均未改变选定的 ISG 表达，表明 hnRNP A1 是介导该效应的关键异构体。
HnRNP A1 细胞质易位和在 poly（I:C）刺激后共定位到 RLBs
当细胞暴露于 dsRNA（以 poly（I:C）模拟）时，研究人员发现 hnRNP A1 和 hnRNP A1B 的蛋白水平未发生明显变化，但 hnRNP A1 会发生细胞质易位。通过免疫荧光实验观察到，在 poly（I:C）处理后，显示 hnRNP A1 细胞质斑点的细胞数量增加，且部分细胞质 hnRNP A1 斑点与 RNase L 体（RLBs）标记物 G3BP1 共定位。核质分离实验也证实，poly（I:C）刺激后 hnRNP A1 在细胞质中的蛋白水平升高。这表明 dsRNA 应激可触发 hnRNP A1 向细胞质易位并部分招募到 RLBs。
敲低 hnRNP A1 而非 hnRNP A1B 通过 PKR 增强干扰素抗病毒反应
研究人员探究敲低 HNRNPA1 异构体对 dsRNA 介导的干扰素抗病毒反应的影响。利用 siRNA 敲低 A549 细胞中的 hnRNP A1/A1B 或 hnRNP A1B，再用 poly（I:C）刺激。结果发现，敲低 hnRNP A1/A1B 会加速 RNase L 的激活，表现为 RNA 完整性数（RIN）下降更快；同时，RLBs 的形成加速且数量增多，PKR 的磷酸化水平显著增加，进而导致干扰素 IFNA2 和 IFNB1 的表达大幅上升。而单独敲低 hnRNP A1B 时，上述变化不明显。这表明 hnRNP A1 可抑制与 dsRNA 介导的干扰素反应相关的信号通路，敲低 hnRNP A1 会增强该反应。
在本次研究中，研究人员通过一系列实验，深入剖析了 HNRNPA1 异构体在基因表达调控和先天免疫应答中的作用。发现两种异构体对基因表达的调控既有重叠又有差异，且 hnRNP A1 在基础条件下对先天免疫基因的抑制作用尤为关键。当 hnRNP A1 缺失时，会增强 dsRNA 介导的干扰素抗病毒反应。然而，研究也存在一些局限性，如未直接探究异构体调控基因表达的具体机制，目前缺乏 hnRNP A1B 特异性的 CLIP-seq 数据等。尽管如此，该研究为深入理解 HNRNPA1 异构体的功能提供了重要依据，有助于进一步探索相关疾病的发病机制，为开发潜在的治疗策略奠定了基础，在生命科学和医学领域具有重要的理论和实践意义。
