RBPMS2通过调控心肌细胞选择性剪接预防心脏发育缺陷的关键机制研究

本研究揭示了RNA结合蛋白RBPMS/2在心脏发育中的关键作用。研究人员通过构建多种基因修饰小鼠模型，发现RBPMS2能补偿RBPMS缺失，共同调控心肌细胞选择性剪接网络，特别是Camk2g亚型的核质平衡，从而维持心肌细胞有丝分裂和肌节结构的完整性。该研究为理解心脏发育异常提供了新的分子机制。

　　

心脏发育是一个精密调控的过程，其中RNA结合蛋白介导的选择性剪接在心肌细胞分化中扮演关键角色。然而，特定剪接因子如RBPMS家族在心脏发育中的功能机制尚不明确。既往研究表明RBPMS缺失会导致心血管异常，但不同实验室获得的表型存在显著差异，这提示可能存在未被发现的代偿机制。

德国马克斯·普朗克心肺研究所的Shan Lin、Andre Schneider和Thomas Braun团队在《Developmental Cell》发表研究，系统阐明了RBPMS及其同源蛋白RBPMS2在心脏发育中的协同作用。研究人员构建了多种条件性基因敲除小鼠模型，结合RNA测序和细胞生物学技术，发现RBPMS/2通过调控关键剪接事件维持心肌细胞正常发育。

关键技术方法包括：构建胚胎和成体阶段特异性敲除的小鼠模型；采用RNA-seq分析剪接变化；通过免疫荧光和电镜观察细胞表型；建立体外心肌细胞培养系统研究有丝分裂缺陷；设计剪接报告基因验证RBPMS/2的作用机制。

研究结果部分：

"Rbpms和Rbpms2对心脏发育和存活至关重要"：通过构建多种基因修饰小鼠，发现单独敲除Rbpms的小鼠可存活至成年，而Rbpms/2双敲除导致胚胎致死，心脏发育严重缺陷，表明两者功能重叠。

"不同Rbpms基因失活策略产生不同表型"：比较不同遗传背景的Rbpms敲除小鼠，发现表型差异可能与邻近基因的顺式效应有关，而非Rbpms缺失本身所致。

"Rbpms/2缺失导致胚胎心肌细胞核异常"：双敲除心肌细胞显示染色体分离缺陷、多极纺锤体形成和微核产生，这些异常主要发生在增殖期心肌细胞。

"RBPMS/2调控心脏发育过程中的心肌细胞特异性选择性剪接"：RNA-seq分析鉴定出118个异常剪接基因，主要涉及肌节组织和细胞骨架相关通路。

"RBPMS/2介导的心肌细胞选择性剪接依赖于分散的CAC串联基序"：证实RBPMS/2通过识别CACN_1-12CAC基序调控靶基因剪接。

"核质Camk2g亚型失衡导致Rbpms/2缺陷心肌细胞核异常"：发现RBPMS/2特异性促进Camk2g外显子14（含核定位信号）的保留，其缺失导致CAMK2G核定位丧失，引发有丝分裂缺陷。

"Rbpmsa过表达诱导多种组织中心肌细胞特异性剪接并预防Rbpms/2缺失的心肌细胞缺陷"：过表达Rbpmsa可部分挽救双敲除小鼠的胚胎致死表型，证实其功能冗余性。

研究结论指出，RBPMS/2构成心脏发育的关键剪接调控网络，通过维持Camk2g亚型的核质平衡确保心肌细胞正常增殖和分化。该发现不仅解决了不同实验室Rbpms敲除表型差异的争议，还为理解心脏发育异常提供了新的分子视角。特别值得注意的是，研究揭示了RBM20在成体（而非胚胎）心脏中调控Camk2g剪接的阶段性特异性，完善了对心脏发育过程中剪接调控网络动态变化的认识。这些发现对先天性心脏病机制研究和潜在治疗靶点开发具有重要意义。