综述：解析可变剪接事件在癌症中的多面角色：从潜在机制到创新疗法

《Communications in Transportation Research》：Deconvoluting the multi-faceted roles of alternative splicing events in cancer: From underlying mechanisms to innovative therapeutics

　　

可变剪接（AS）被认为是增强有限基因组蛋白质组多样性的关键机制。AS的失调可能代表一种关键的肿瘤特异性分子特征，从而驱动肿瘤发生和进展。阐明AS失调在肿瘤发生中的机制对于开发更多新颖的治疗靶点和药物至关重要。因此，在本综述中，研究人员全面展示了AS失调在14个已确定的癌症标志物中的关键作用。研究人员系统总结了当前靶向AS的癌症治疗靶点和相关策略，包括小分子药物和反义寡核苷酸（ASOs）。此外，研究人员还通过提供AS靶向疗法的临床前数据和临床试验结果，进一步讨论了药物开发的进展、挑战和潜在解决方案。总之，本综述旨在解析可变剪接事件在癌症中的多面角色，从潜在机制到创新疗法。

论文主体部分总结如下：

2. 肿瘤发病机制中的失调可变剪接事件
可变剪接（AS）是基因表达的基本步骤，涉及剪接体对前体mRNA（pre-mRNA）中内含子的精确切除和外显子连接。该过程依赖剪接体（由U1、U2、U4、U5、U6小核RNA及众多蛋白组成）的组装、激活、催化与解聚的动态循环。AS受到顺式调控元件（如外显子剪接增强子ESE、外显子剪接沉默子ESS、内含子剪接增强子ISE、内含子剪接沉默子ISS）和反式作用剪接因子的调控，共同决定剪接位点的选择。目前已鉴定出七种主要AS类型，包括外显子跳跃（ES）、内含子保留（RI）和可变剪接位点使用等。AS显著增强了转录组多样性，但其失调可导致异常异构体的产生，并被认定为肿瘤发生的驱动因素。

2.1. 失调的mRNA可变剪接：肿瘤发病的基础驱动因素
AS的失调是肿瘤发生和恶性进展的关键驱动因素。剪接体组分或剪接调控因子的基因突变或异常表达，可通过重编程下游靶基因的剪接模式，扰乱与癌症相关的基因网络和信号通路。以下从14个癌症标志物角度分析AS的作用及潜在治疗靶点。

2.1.1. 维持增殖信号
肿瘤细胞通过AS失调逃避正常生长抑制信号。例如，肺癌细胞中RBM10的突变影响EIF4H外显子5的AS，刺激增殖。原癌基因c-Myc上调剪接因子PTB、hnRNPA1、hnRNPA2，改变丙酮酸激酶同工酶（PKM）的剪接，产生促增殖的PKM2亚型。SF3A2过表达调控MKRN1的AS，促进三阴性乳腺癌（TNBC）细胞增殖。SRSF1通过结合PTPMT1基因外显子3，诱导乳腺癌细胞异常增殖，并调控RPS6KB1基因剪接产生促增殖亚型。其他基因如EGFR、HER2、HRAS等也通过产生促增殖异构体发挥作用。

2.1.2. 逃避生长抑制因子
肿瘤细胞通过肿瘤抑制基因的异常剪接逃避生长抑制。p53蛋白的N端截短亚型Δ40p53/ΔNp53仍能激活基因表达，而突变p53上调hnRNPK，导致GTP酶激活蛋白亚型失去细胞膜结合能力，促进胰腺导管腺癌（PDAC）发展。RB基因的剪接位点突变超过15%。其他抑癌基因如PTEN和KLF6也产生致癌异构体。

2.1.3. 避免免疫破坏
肿瘤细胞通过剪接因子表达异常逃避免疫识别。多嘧啶区结合蛋白3（PTBP3）在胆囊癌中高表达，促进IL-18外显子跳跃，产生肿瘤特异性ΔIL-18，介导免疫逃逸。SRSF1调控PD-1剪接，产生缺乏外显子3的ΔEx3PD1，防止T细胞耗竭。PTBP1在树突状细胞（DC）中的缺失增加MHC II表达，通过调控PKM和干扰素应答基因的AS增强抗肿瘤免疫。HLA-G的剪接亚型转换（HLA-G1至HLA-G2）可介导黑色素瘤细胞免疫逃逸。其他相关剪接亚型包括MHC-I、IL-1RAP、CD19和CD44。

2.1.4. 实现复制性永生
大多数癌症通过端粒酶延长端粒获得无限复制能力。hTERT的多个剪接亚型被鉴定，其中NOVA1在非小细胞肺癌中促进外显子包含，产生全长TERT转录本。在乳腺癌细胞中，β缺失亚型是最常见的hTERT转录本，受hnRNPK、hnRNPD、SRSF11、hnRNPH2、hnRNPL、NOVA1和PTBP1等剪接调控因子调节。

2.1.5. 肿瘤促进性炎症
慢性炎症通过激活癌细胞生存和增殖程序、促进基因突变、影响免疫监视等促进肿瘤发展。剪接因子PTBP1的表达与多种癌症生长和不良预后正相关，其调控的EXOC7可变剪接调节体内炎症。与炎症标志相关的剪接亚型包括CD45和IL7等。

2.1.6. 激活侵袭与转移
侵袭-转移级联涉及局部侵袭、循环系统存活、远处转移和定植，AS在其中发挥重要作用。多种剪接因子参与上皮间质转化（EMT）相关AS，如ESRPs、SRSFs、RBFOXs、hnRNPs和MBNLs等。ESRP1/2调控FGFR2剪接，促进EMT；ESRPs还影响CD44、CTNND1等基因的AS。RBFOX2与TGF-β诱导的MAP3K7亚型表达相关，并与多种剪接因子协同或拮抗调控剪接。PTBP1通过竞争结合Axl内含子9的多嘧啶序列，抑制外显子10跳跃，产生Axl-S，影响细胞侵袭和转移。SRSF1促进SRA1外显子3包含，增强肝癌细胞侵袭能力。

2.1.7. 诱导或获取血管
肿瘤血管生成依赖促血管生成因子如VEGF-A、VEGFR和NRP的AS。VEGF-A经SRSF6、SRSF1、SRSF2等调控产生促血管生成的VEGF-Axxxa亚型和抗血管生成的VEGF-Axxxb亚型。VEGF-A165在肿瘤中上调，而VEGF-A165b在健康组织中表达下调。USP39通过抑制SRPK1对SRSF1的磷酸化，阻断VEGF-A165b产生，促进肾细胞癌血管生成。VEGFR、NRP和UNC5B的可变剪接也参与血管生成调控。

2.1.8. 基因组不稳定与突变
肿瘤细胞增殖异常导致基因组改变，DNA损伤修复关键蛋白BRCA1、BRCA2和Chk1的剪接变异影响基因组稳定性。BRCA1的剪接亚型BRCA1a和BRCA1b因缺乏核定位信号而失去某些蛋白结合域，其亚细胞定位与功能相关。BRCA2外显子3缺失促进卵巢癌进展，由剪接因子SNRPB调控。RBM39在BRCA1/2突变卵巢癌患者中起重要作用。长链非编码RNA LUCAT1与PTBP1相互作用，改变DNA损伤相关基因的剪接模式，调控结直肠癌（CRC）细胞对DNA损伤药物的耐药性。Chk1的剪接亚型Chk1-S缺乏ATP结合结构域，抑制全长Chk1功能。

2.1.9. 抵抗细胞死亡
癌细胞通过BCL-2家族成员的AS获得抗凋亡能力。BCL-X产生抗凋亡的BCL-XL和促凋亡的BCL-XS，受SAM68、RBM4、RBM10、PTBP1、RBM25、SRSF1、hnRNPF、hnRNPH、hnRNPK和SRSF9等调控。SRSF1过表达通过调控BIM和BIN1的AS，产生缺乏促凋亡功能的亚型。MCL-1有MCL-1L（抗凋亡）、MCL-1S和MCL-1ES（促凋亡）亚型。BCL-2有BCL-2α和BCL-2β亚型，其中BCL-2α抗凋亡作用显著。RBM5调控Fas受体外显子6剪接，产生膜结合或可溶性受体。CASP9产生Casp9a（促凋亡）和Casp9b（促生存），受SRSF1和SRSF2调控。其他相关基因包括CASP8、BIM、BIN1和CASP2。

2.1.10. 解除细胞代谢调控
肿瘤细胞通过糖酵解获能（Warburg效应），涉及PKM基因的AS。PKM产生PKM1（促进氧化磷酸化）和PKM2（促进有氧糖酵解）亚型，PKM2在多种癌症中上调，受SRSF3、PTBP1、hnRNPA1或hnRNPA2调控。缺氧条件下乳腺癌细胞的AS事件影响LDHA、TNFSF13、ARHGAP4等靶基因。

2.1.11. 解锁表型可塑性
癌细胞通过解锁表型可塑性（如去分化、抗分化、转分化）逃避终末分化。MBNL1是肿瘤去分化抑制因子，其下调增加致瘤性和祖细胞样特性。在低表达MBNL1的癌细胞中，MAP2K7外显子2缺失导致去分化。p63的主要亚型ΔNp63α通过EZH2调控促进鳞状转分化。

2.1.12. 非突变表观遗传重编程
肿瘤微环境异常引发表观遗传重编程，AS在其中起重要作用。在高分化浆液性卵巢癌中，长链非编码RNA Tu-Stroma通过形成DNA-RNA加合物诱导Flower基因外显子3排除，产生Flower Lose亚型，促进肿瘤生长。在肝细胞癌（HCC）中，DNA甲基化、RNA甲基化、组蛋白修饰和蛋白磷酸化等表观遗传修饰通过AS影响PRSS3、GATA3等基因的表达，促进肿瘤进展。

2.1.13. 多态微生物组与衰老细胞
多态微生物组和衰老细胞是肿瘤生物学的新兴领域，与AS机制存在潜在联系。微生物组可能通过代谢物或炎症影响剪接体活性。衰老细胞通过衰老相关分泌表型（SASP）促进肿瘤，PTBP1通过EXOC7亚型转换调控SASP，其他剪接因子可能调控SASP组分多样性。微生物组与衰老细胞之间的串扰尚待探索。

2.2. 非编码RNA剪接失调：扩展肿瘤发生的调控网络
非编码RNA的AS在肿瘤进展中发挥作用。长链非编码RNA（lncRNA）如LINC01852通过促进SRSF5泛素化降解，调控PKM剪接，抑制结直肠癌发生和化疗耐药。LINC01089通过与hnRNPM相互作用介导DIAPH3外显子3跳跃，抑制肝癌转移。lncRNA RAB30-DT通过结合SRPK1重塑AS景观，驱动肝癌干细胞性和恶性。环状RNA（circRNA）如circFLNB受QKI和CELF4调控，结合miR-3127-3p调节Hippo通路，抑制结直肠癌。circ_0007386在缺氧条件下通过YAP1和EIF4A3促进CRIM1反向剪接，加速非小细胞肺癌进展。CircRAPGEF5与RBFOX2相互作用，促进TFRC外显子4跳跃，导致子宫内膜癌细胞铁死亡抵抗。

3. 靶向可变剪接用于癌症治疗：策略与临床转化进展
3.1. 靶向核心剪接体的小分子药物
直接靶向剪接体是治疗异常剪接肿瘤的策略。SF3B1是剪接体关键组分，抑制其功能可破坏剪接体组装。Pladienolide B及其衍生物E7107、H3B 8800（RVT-2001）通过靶向SF3B1发挥抗肿瘤活性。E7107进入I期临床试验，但因视力丧失不良反应终止。H3B 8800在临床试验中展示更好耐受性，被FDA授予治疗急性髓系白血病（AML）和慢性单核细胞白血病（CMML）的孤儿药资格，目前针对SF3B1突变骨髓增生异常综合征进行I期试验。Herboxidiene（GEX1A）也靶向SF3B1，诱导MCL-1亚型转换促进白血病细胞凋亡。Jerantinine A通过上调SF3B1和SF3B3抑制剪接体。Isoginkgetin抑制U4/U5/U6 tri-snRNP招募，积累A复合物。Madrasin干扰剪接体早期组装。FR901464及其衍生物Spliceostatin A（SSA）通过非共价结合SF3b复合物阻断剪接，SSA衍生物如Sudemycins也具抗肿瘤活性。NSC 194308增强U2AF2-RNA复合物，抑制剪接导致白血病细胞死亡。NB-506通过抑制SR蛋白磷酸化调节AS。

3.1.2. 靶向剪接因子的小分子药物
剪接因子RBM39通过UHM/ULM相互作用促进U2 snRNP招募，识别3'剪接位点。Indisulam（E7070）通过分子胶作用促进RBM39与CUL4-DCAF15 E3连接酶结合，导致RBM39泛素化降解，引起RNA剪接紊乱。E7070在II期临床试验中与阿糖胞苷和去甲氧柔红霉素联用，使复发/难治性AML患者35%达到缓解。E7820和Tasisulam也通过降解RBM39发挥作用，其中Tasisulam因安全性问题在III期试验中终止。

3.1.3. 靶向剪接因子翻译后修饰的小分子药物
抑制剪接因子的甲基化或磷酸化可间接干扰剪接。PRMT1抑制剂GSK3368715和PRMT5抑制剂（如JNJ-64619178、GSK3326595、PF06939999）通过抑制精氨酸甲基化，影响剪接体活性。GSK3368715在多种癌细胞系中显示活性，但因不良事件终止I期试验。PRMT5抑制剂在临床试验中展示初步疗效，如MRTX1719针对MTAP缺失实体瘤。CLK抑制剂（如TG003、T025、SM04690、SM08502）和SRPK抑制剂（如SRPIN340、SRPKIN-1、SPHINX31）通过抑制磷酸化调节SR蛋白功能，发挥抗肿瘤作用。SM08502在胃肠道癌模型中抑制Wnt通路，进入I期临床试验。

3.1.4. 其他小分子药物
阿米洛利（Amiloride）通过调节APAF1的AS增强胶质母细胞瘤放疗敏感性。咖啡因（Caffeine）通过SRSF3降低p53α表达，促进p53β表达，调控细胞周期和凋亡。地高辛（Digoxin）通过SRSF3影响p53α向p53β转换，调控HeLa细胞G2/M期阻滞和凋亡。这些药物虽未经AS相关临床试验，但为潜在靶向AS药物。

3.2. 反义寡核苷酸
反义寡核苷酸（ASO）通过特异性结合pre-mRNA区域，改变剪接因子识别和结合，从而调整剪接模式。ASO可将抗凋亡亚型转换为促凋亡亚型（如BCL-XL至BCL-XS，STAT3α至STAT3β），或将致癌亚型转换为抑癌亚型（如Mnk2b至Mnk2a，PKM2至PKM1）。其他靶点包括MDM2、MDM4、BRCA2、ATM、BRD9、ERG等。ASO在细胞和动物模型中展示抗肿瘤效果，但递送效率仍是挑战。STAT3 ASO（AZD9150）在弥漫性大B细胞淋巴瘤患者中显示一定疗效，包括完全缓解和部分缓解，但伴有转氨酶升高、疲劳等不良反应。

4. 结论
可变剪接（AS）是剪接体去除内含子并连接外显子的转录后调控机制，通过不同剪接位点选择产生多种mRNA亚型，增加蛋白质组多样性。在肿瘤中，AS异常导致的自给自足信号、生长抑制信号不敏感、免疫逃逸和凋亡逃逸等促进肿瘤发生、发展和耐药。靶向AS是极具前景的治疗策略，小分子抑制剂和ASO在临床研究中取得积极结果。目前尚无靶向AS药物获批上市，进展最快的处于III期临床试验。面临挑战包括：AS生物学复杂性和异质性；临床前模型难以模拟人体肿瘤；药物递送技术瓶颈；严重副作用（如E7107的视觉毒性）。未来方向包括：整合单细胞测序、空间转录组学与人工智能分析剪接图谱；使用更临床相关的模型（如类器官）；利用ASO序列特异性靶向肿瘤隐秘剪接位点；利用细胞外囊泡（如外泌体）进行特异性递送；通过AI辅助药物设计开发高选择性小分子抑制剂，减少对正常细胞野生型SF3B1的影响。本综述系统探讨了AS在肿瘤发生发展中的多面角色，阐明了潜在机制，并强调了靶向AS疗法的临床前和临床开发最新进展，展望了未来研究方向。