SRRM3劫持神经剪接程序驱动胰腺神经内分泌肿瘤进展:微外显子靶向治疗新策略

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Cell Reports 7.5

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  胰腺神经内分泌肿瘤(PanNETs)因激素分泌失调导致临床管理困难,其机制尚未明确。本研究首次揭示RNA结合蛋白SRRM3通过异常调控神经特异性微外显子(microexons)剪接,驱动肿瘤进展的核心机制。研究发现,SRRM3在PanNETs中特异性高表达,促进CADPS2、CACNA1D等基因的微外显子异常纳入,破坏钙信号(Ca2+)传导和胰岛素囊泡运输。通过剪接转换型反义寡核苷酸(ASOs)靶向关键微外显子,可显著抑制肿瘤生长并逆转神经内分泌表型,为临床提供新型精准治疗策略。

  

论文解读

胰腺神经内分泌肿瘤(Pancreatic Neuroendocrine Tumors, PanNETs)虽仅占胰腺肿瘤的3%,却是临床管理的重大挑战。这类肿瘤常伴随胰岛素等激素的异常分泌,引发致命性低血糖或代谢紊乱。尽管基因组研究已描绘其突变图谱,但驱动激素分泌失调的核心机制仍不明确,导致靶向治疗进展缓慢。选择性剪接(alternative splicing, AS)作为基因表达调控的关键环节,在多种癌症中参与肿瘤恶化,但其在PanNETs中的作用犹如未被探索的"暗物质"。

为破解这一谜题,希腊基础生物医学研究中心(BSRC "Alexander Fleming")与西班牙基因组调控中心(Centre for Genomic Regulation, CRG)的研究团队展开联合攻关。他们通过分析62例PanNET患者与67例正常组织的RNA测序数据,发现肿瘤中存在大规模剪接异常事件,其中473个外显子呈现异常高纳入。生物信息学挖掘锁定神经剪接因子SRRM3为关键调控者——该因子在正常胰腺中几乎不表达,却在PanNETs中暴增至神经组织水平。进一步研究揭示,SRRM3通过识别UGG基序驱动一组保守的神经微外显子(长度<27 nt)异常剪接,重塑钙信号传导与囊泡运输网络,最终促进肿瘤进展。这一突破性发现发表于《Cell Reports》,为PanNETs治疗提供全新视角。

关键技术方法

研究整合多组学分析与实验验证:

  1. 跨物种剪接图谱分析:比对人类(GSE118014、EGAS00001001732)和小鼠(RIP1-Tag2模型)PanNETs的RNA测序数据,筛选保守剪接事件;
  2. 功能模型构建:利用PanNET细胞系(QGP-1/BON-1/NT-3)及移植瘤模型(NOD-SCID小鼠),通过shRNA/siRNA敲低SRRM3;
  3. 剪接干预策略:设计2'-O-甲基硫代反义寡核苷酸(ASOs)靶向CADPS2/CACNA1D/PTK2基因的微外显子剪接受体位点;
  4. 动态生理监测:采用钙成像技术(Fluo-4/AM)检测葡萄糖刺激下Ca2+瞬变,结合双荧光胰岛素分泌报告系统(RINS1)量化胞吐功能;
  5. 多尺度表型验证:通过3D超声监测移植瘤生长,质谱(LC-MS/MS)分析剪接异构体蛋白表达。

研究结果

SRRM3驱动PanNETs的神经剪接程序
通过比较正常胰岛与PanNETs的剪接图谱,发现704个显著差异外显子事件(|△PSI|>15%),其中83%的微外显子异常高纳入(图1B)。SRRM3表达与473个外显子纳入呈强正相关(r>0.6),其结合基序富集于这些外显子上游(图2B-C)。在RIP1-Tag2小鼠模型中,SRRM3在肿瘤进展中表达激增60倍(图2E),伴随CADPS2(外显子19)、CACNA1D(外显子44)等神经微外显子纳入率阶梯式上升(图3E)。

微外显子重塑神经内分泌功能
基因本体(GO)分析显示,异常剪接基因富集于轴突发育、囊泡运输和突触信号通路(图3B)。机制上:

  • CADPS2微外显子(编码3个氨基酸)破坏其与多巴胺受体DRD2互作,导致胰岛素囊泡锚定障碍;
  • CACNA1D微外显子(编码9个氨基酸)延缓L型钙通道Cav1.3失活,延长Ca2+内流(图S4A);
  • PTK2微外显子改变黏着斑激酶FAK1自磷酸化位点,损害高尔基体完整性(图5D-E)。
    SRRM3敲低后,细胞对葡萄糖刺激的Ca2+响应衰减>50%(图4F-G),胰岛素分泌减少60%(图5A-C)。

靶向剪接阻断肿瘤进展
SRRM3沉默使PanNET细胞增殖率下降40%(图6A),移植瘤重量减轻70%(图6D)。ASOs靶向干预关键微外显子(CADPS2/CACNA1D/PTK2),成功模拟SRRM3敲除表型:微外显子跳过率达80%(图6G),细胞增殖与球体形成能力显著抑制(图6H, S6H)。值得注意的是,ASOs联合应用可逆转神经表型——神经标志物TUBB3、Pgp9.5表达回调至正常水平(图7E),证实SRRM3-微外显子轴是PanNETs神经内分泌转化的核心驱动力。

结论与意义

本研究首次揭示PanNETs通过"劫持"神经特异性剪接程序驱动肿瘤进展的全新机制:SRRM3异常高表达迫使神经元微外显子(如CADPS2/CACNA1D/PTK2)在胰腺细胞中错误纳入,进而破坏胰岛素囊泡运输、放大钙信号紊乱,最终促进肿瘤恶性转化。其核心突破在于:

  1. 机制创新性:发现神经剪接程序在非神经肿瘤中的致病作用,为癌症异质性研究开辟新方向;
  2. 诊断价值:SRRM3表达水平与肿瘤分期正相关(图S2C),可作为PanNETs分级的新型分子标志物;
  3. 治疗转化:剪接转换型ASOs在动物模型中显著抑制肿瘤生长,为临床提供无需基因突变的普适性治疗策略。

研究的局限性在于SRRM3蛋白检测受限于抗体可用性

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