Srrm4-flox 基因敲除小鼠

SRRM4，也称为Ser/Arg repetitive matrix 4，是一种重要的RNA剪接因子。RNA剪接是一种基因表达调控的关键机制，它通过剪接前体mRNA（pre-mRNA）的特定内含子去除和外显子连接，产生成熟的mRNA，进而指导蛋白质的合成。SRRM4在神经系统中发挥重要作用，它通过调节神经元特异性剪接事件来控制神经元的发育和功能。

SRRM4在神经内分泌前列腺癌（NEPC）的发生发展中发挥重要作用。NEPC是一种具有侵袭性的前列腺癌亚型，其特点是患者预后较差。全转录组测序分析表明，SRRM4基因控制着NEPC特异性的RNA剪接程序，提示SRRM4驱动NEPC的发生发展。研究发现，SRRM4在去势抵抗性肿瘤中的表达与NEPC高度相关，与NEPC标记物（SYP、CD56和CHGA）的表达呈强正相关，与腺癌（AdPC）标记物（AR和PSA）的表达呈负相关。总体生存期方面，SRRM4阳性肿瘤患者的生存期为12.3个月，而SRRM4阴性肿瘤患者的生存期为23个月。在未经治疗的AdPC中，约16%的肿瘤核心检测到低水平的SRRM4表达。SRRM4的表达与SYP和CHGA的表达相关，但与Gleason评分无关。接受超过7个月新辅助激素治疗（NHT）的AdPC的SRRM4表达显著升高。基于这些发现，SRRM4在去势抵抗性肿瘤中的表达与NEPC和患者不良生存期高度相关，可能作为NEPC的诊断和预后生物标志物[1]。

SRRM4通过促进神经内分泌转化机制将前列腺腺癌（AdPC）细胞转化为NEPC异种移植瘤。SRRM4介导的RNA剪接和神经内分泌分化是通过qPCR、免疫印迹和免疫组化等方法进行验证的。研究发现，SRRM4转导的DU145细胞表现出最显著的神经元形态学改变，加速细胞增殖，并增强对凋亡的抵抗。此外，全转录组分析揭示了SRRM4通过一个多能性基因网络来驱动NEPC的进展。SRRM4过表达可以以时间和剂量依赖的方式增强DU145细胞中SOX2的表达，而SOX2的RNA耗竭则削弱了SRRM4介导的多能性基因的刺激作用。更重要的是，这种SRRM4-SOX2轴在NEPC患者队列、患者来源的异种移植瘤和临床相关的转基因小鼠模型中存在。因此，SRRM4通过多能性基因网络驱动NEPC的进展[2]。

SRRM4通过调节神经元细胞中protrudin基因（Zfyve27）的剪接来控制神经突生长。研究发现，SRRM4促进神经元特异性剪接protrudin前体mRNA，以包含一个微外显子（外显子L），编码七个氨基酸。生成的蛋白质（protrudin-L）在神经发生过程中促进神经突生长。在Neuro2A细胞中耗竭SRRM4导致protrudin mRNA中外显子L的包含受损，导致生成较短的蛋白质亚型（protrudin-S），其在促进神经突延伸方面效果较差。SRRM4被发现识别位于外显子L上游的UGC基序，该基序对于外显子L在成熟转录本中的包含是必需的。在Neuro2A或胚胎干细胞中删除外显子L抑制了神经突生长。因此，SRRM4通过调节protrudin转录本的替代剪接来控制神经突生长[3]。

SRRM4通过调节Bif-1基因的替代RNA剪接在治疗诱导的神经内分泌前列腺癌（t-NEPC）的发生发展中发挥重要作用。t-NEPC是一种具有侵袭性的前列腺癌亚型，当对转移性前列腺腺癌（AdPC）患者进行激素治疗、化疗或放射治疗时，t-NEPC的发生率更高。研究发现，SRRM4促进Bif-1b和Bif-1c的剪接，肿瘤中SRRM4的表达与Bif-1b/-1c的水平密切相关。此外，研究还发现，Bif-1a是促凋亡的，而Bif-1b和Bif-1c在AdPC细胞中具有抗凋亡作用。因此，SRRM4调节Bif-1基因的替代RNA剪接，使AdPC细胞对抗肿瘤治疗具有抗凋亡作用，并可能促进AdPC向t-NEPC的进展[4]。

SRRM4在多种癌症中表达下调，导致正常微外显子包含的抑制。微外显子是高度进化保守的微小外显子（长度为3-27个核苷酸），在促进神经元分化和发育中发挥重要作用。SRRM4的表达主要局限于神经组织。研究发现，尽管SRRM4在正常非神经组织中的表达较低，但在肿瘤中进一步沉默，导致正常微外显子包含的抑制。SRRM4是所有肿瘤类型中最一致沉默的剪接因子，表明微外显子下调在癌症中具有普遍的优势。此外，研究还发现，SRRM4的沉默有利于肿瘤生长，因为肿瘤中SRRM4表达的降低与有丝分裂基因表达的增加相关。因此，SRRM4作为一种增殖抑制剂，肿瘤通过切断这种抑制剂而获得选择性优势[5]。

SRRM4基因的突变导致Bronx waltzer小鼠发生替代剪接缺陷和耳聋。研究发现，SRRM4基因的突变导致听觉和平衡器官中的感觉毛细胞发育缺陷，进而导致耳聋和平衡障碍。全转录组分析表明，在Bronx waltzer小鼠的胚胎内耳感觉区中，特定替代外显子的跳过率异常高。此外，研究还发现，受影响的转录本共享一个新型基序，该基序对于SRRM4依赖的替代剪接是必需的。功能注释和蛋白质-蛋白质相互作用数据表明，编码的蛋白质聚集在分泌和神经传递途径中。因此，SRRM4在听觉和平衡器官中的功能至关重要，但在所有神经组织中并非如此[6]。

SRRM4在雄激素受体通路抑制下驱动前列腺腺癌的神经内分泌转化。研究发现，SRRM4驱动NEPC进展。使用下一代RNA测序和一种新开发的生物信息学工具，研究人员发现了一个NEPC特异性的RNA剪接特征，主要由SRRM4控制。SRRM4控制着超过66%的剪接事件。体外和体内证据证实，SRRM4的一个靶基因是RE1沉默转录因子（REST），它是神经发生的主调节因子。此外，SRRM4强烈刺激腺癌细胞表达NEPC标记物，并且这种作用在ARPI下得到增强。ARPI与SRRM4的获得性功能结合导致腺癌细胞表现出多细胞球状形态，并在建立进行性NEPC异种移植瘤中发挥重要作用。因此，SRRM4驱动NEPC进展，可能作为NEPC的潜在治疗靶点[7]。

SRRM4在NEPC中通过调节LSD1+8a的替代剪接发挥作用。LSD1（KDM1A）是一种组蛋白去甲基化酶，对于前列腺腺癌的存活至关重要。研究发现，LSD1+8a仅在NEPC样本中表达，并与SRRM4的高表达显著相关。使用SRRM4过表达的细胞系，研究人员确定SRRM4介导LSD1+8a的替代剪接。此外，使用功能获得研究证实，LSD1+8a和SRRM4共同调节与经典LSD1不同的靶基因。因此，SRRM4和LSD1+8a在NEPC中的相互作用及其基因表达调控机制值得进一步研究[8]。

综上所述，SRRM4是一种重要的RNA剪接因子，在神经系统中发挥重要作用，并参与多种生物学过程，包括神经发生、神经元分化和神经突生长。SRRM4在NEPC的发生发展中发挥重要作用，其表达与NEPC和患者不良生存期高度相关，可能作为NEPC的诊断和预后生物标志物。SRRM4通过促进神经内分泌转化机制将AdPC细胞转化为NEPC异种移植瘤，并通过多能性基因网络驱动NEPC的进展。SRRM4还通过调节protrudin转录本的替代剪接来控制神经突生长。此外，SRRM4在多种癌症中表达下调，导致正常微外显子包含的抑制，有利于肿瘤生长。SRRM4基因的突变导致Bronx waltzer小鼠发生替代剪接缺陷和耳聋。SRRM4在雄激素受体通路抑制下驱动前列腺腺癌的神经内分泌转化。SRRM4在NEPC中通过调节LSD1+8a的替代剪接发挥作用。因此，SRRM4的研究有助于深入理解RNA剪接在神经系统和癌症中的作用机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。