SNRNP70,也称为U1-70K或U1 small nuclear ribonucleoprotein 70K,是U1 snRNP(U1小核核糖核蛋白颗粒)的一个主要成分。U1 snRNP是剪接体的一部分,负责前体信使RNA(pre-mRNA)的剪接过程。剪接是基因表达调控的关键步骤,通过移除内含子并连接外显子来生成成熟的信使RNA(mRNA),进而指导蛋白质的合成。因此,SNRNP70在基因表达和细胞功能中扮演着至关重要的角色。
研究表明,SNRNP70的剪接功能与多种疾病的发生和发展密切相关。在肌萎缩侧索硬化症(ALS)中,SNRNP70基因的特定剪接变异被发现是某些ALS亚型的特征。这种剪接变异可能导致异常的蛋白质产生,进而影响神经元的正常功能,最终导致ALS的发病[1]。此外,FUS蛋白是ALS的致病因素之一,研究发现FUS蛋白的特定结构域与SNRNP70基因的表达调控有关。FUS蛋白通过其富含甘氨酸的结构域影响SNRNP70的转录水平,进而影响mRNA的剪接过程[2]。
在混合性结缔组织病(MCTD)中,SNRNP70基因的遗传变异被发现与MCTD的发病相关。研究发现,SNRNP70基因的T-G-CT-G单倍型在MCTD患者中显著高于系统性红斑狼疮(SLE)和系统性硬化症(SSc)患者,这表明SNRNP70基因的遗传变异可能是MCTD与SLE和SSc区别的一个标志[3]。
除了在神经退行性疾病和结缔组织疾病中的作用外,SNRNP70还与某些癌症的发生和发展相关。例如,在恶性周围神经鞘瘤(MPNST)中,发现了一个新的SNRNP70与NTRK3基因的融合基因,这可能是MPNST发病的分子机制之一[4]。此外,SNRNP70还与骨肉瘤(OS)的进展相关。研究发现,SNRNP70通过调控CD55的剪接,影响OS细胞的增殖和转移[5]。
除了在细胞核中的作用外,SNRNP70还被发现存在于细胞质中。研究发现,细胞质中的SNRNP70参与调节轴突转录组,影响神经元连接的形成和功能。SNRNP70在轴突中的定位和功能表明,剪接体蛋白在细胞质RNA代谢中发挥着重要作用[6]。
此外,SNRNP70还与RNA的非编码小RNA(ncRNA)的生成有关。研究发现,SNRNP70参与调控短内含子衍生ncRNA(SID)的生成,这些ncRNA可能参与基因表达调控和生物学过程的调节[7]。此外,SNRNP70还通过与3'端加工核心因子相互作用,促进近端替代多腺苷酸化(APA)位点的使用,进而影响基因表达[8]。
在猴痘病毒(mpox)感染细胞中,SNRNP70被发现与病毒蛋白F3L相互作用。F3L是一种双链RNA结合域(dsRBD)蛋白,可能通过影响RNA剪接和蛋白质翻译等过程来发挥其功能[9]。
在类风湿性关节炎(RA)中,SNRNP70的表达水平被发现与疾病活动度和治疗反应相关。研究发现,RA患者中SNRNP70的表达水平显著升高,且与疾病活动度呈正相关。抗肿瘤坏死因子(TNF)治疗可以逆转SNRNP70的表达水平,并改善RA患者的炎症状态[10]。
综上所述,SNRNP70是一个在基因表达调控和细胞功能中发挥重要作用的剪接体蛋白。SNRNP70的剪接功能和表达水平与多种疾病的发生和发展密切相关,包括神经退行性疾病、结缔组织疾病和癌症。此外,SNRNP70还与RNA的非编码小RNA生成、细胞质RNA代谢和病毒感染等过程相关。对SNRNP70的深入研究有助于揭示基因表达调控的机制和疾病发生发展的分子基础,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Nakaya, Tadashi. 2022. A specific gene-splicing alteration in the SNRNP70 gene as a hallmark of an ALS subtype. In Gene, 818, 146203. doi:10.1016/j.gene.2022.146203. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35101583/
2. Nakaya, Tadashi. 2020. Dissection of FUS domains involved in regulation of SnRNP70 gene expression. In FEBS letters, 594, 3518-3529. doi:10.1002/1873-3468.13924. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32915994/
3. Paradowska-Gorycka, Agnieszka, Wajda, Anna, Stolarek, Ireneusz, Nałecz-Janik, Jolanta, Olesińska, Marzena. 2019. Is the T-G-CT-G SNRNP70 haplotype another proof that mixed connective tissue disease is distinct from systemic lupus erythematosus and systemic sclerosis? A novel gene variant in SNRNP70 gene. In Clinical and experimental rheumatology, 37 Suppl 119, 32-40. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31573470/
4. Kobayashi, Hiroshi, Makise, Naohiro, Shinozaki-Ushiku, Aya, Mano, Hiroyuki, Tanaka, Sakae. 2022. Dramatic response to entrectinib in a patient with malignant peripheral nerve sheath tumor harboring novel SNRNP70-NTRK3 fusion gene. In Genes, chromosomes & cancer, 62, 47-51. doi:10.1002/gcc.23089. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35906852/
5. Li, Wenyue, Wang, Linzhu, Tian, Wen, Gu, Yunyan, Yang, Baofeng. 2024. SNRNP70 regulates the splicing of CD55 to promote osteosarcoma progression. In JCI insight, 9, . doi:10.1172/jci.insight.185269. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39704173/
6. Nikolaou, Nikolas, Gordon, Patricia M, Hamid, Fursham, Makeyev, Eugene V, Houart, Corinne. 2022. Cytoplasmic pool of U1 spliceosome protein SNRNP70 shapes the axonal transcriptome and regulates motor connectivity. In Current biology : CB, 32, 5099-5115.e8. doi:10.1016/j.cub.2022.10.048. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36384140/
7. Hubé, Florent, Ulveling, Damien, Sureau, Alain, Forveille, Sabrina, Francastel, Claire. . Short intron-derived ncRNAs. In Nucleic acids research, 45, 4768-4781. doi:10.1093/nar/gkw1341. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28053119/
8. Hu, Zhijie, Li, Mengxia, Huo, Zhanfeng, Fu, Yonggui, Xu, Anlong. . U1 snRNP proteins promote proximal alternative polyadenylation sites by directly interacting with 3' end processing core factors. In Journal of molecular cell biology, 14, . doi:10.1093/jmcb/mjac054. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36073763/
9. Wang, Yihao, Zhang, Junzhe, Li, Mingzhi, Li, Meifeng, Kong, Lingbao. 2024. Transcriptome and proteomic analysis of mpox virus F3L-expressing cells. In Frontiers in cellular and infection microbiology, 14, 1354410. doi:10.3389/fcimb.2024.1354410. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38415010/
10. Ibáñez-Costa, Alejandro, Perez-Sanchez, Carlos, Patiño-Trives, Alejandra María, Collantes-Estevez, Eduardo, Lopez-Pedrera, Chary. 2021. Splicing machinery is impaired in rheumatoid arthritis, associated with disease activity and modulated by anti-TNF therapy. In Annals of the rheumatic diseases, 81, 56-67. doi:10.1136/annrheumdis-2021-220308. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34625402/