PRPF8,也称为前体信使RNA处理因子8,是一种核心的剪接体蛋白,属于U4/U6-U5三小核RNA(snRNP)复合物。剪接体是一个由蛋白质和snRNA组成的巨大分子机器,主要负责从信使RNA(mRNA)前体中去除内含子和连接外显子,这一过程称为剪接。剪接体在维持基因表达的正确性方面发挥着至关重要的作用,因为它决定了细胞中哪些基因会被表达以及以何种方式表达。
PRPF8在剪接体中扮演着重要的结构支架角色,帮助维持剪接体的三维结构,并促进剪接过程中RNA元件的移动。此外,PRPF8还与RNA解旋酶Brr2相互作用,调节其活性,进而影响5'-剪接位点的选择和剪接反应的动力学。这一过程对于确保正确的剪接模式和避免错误剪接至关重要,因为错误的剪接可以导致无功能的或有害的蛋白质产生,从而引发疾病。
PRPF8的表达受到流感病毒的影响。研究表明,流感病毒可以上调PRPF8的表达,从而增强病毒的产生。流感病毒NS1和PB1蛋白的表达能够促进PRPF8的表达,这表明流感病毒可能通过这些蛋白质来调控PRPF8的表达,进而影响病毒复制[1]。此外,PRPF8的表达还与多种人类疾病相关。例如,PRPF8的变异与青光眼有关。研究发现,在患有成年发病的家族性原发性开角型青光眼的家族中,PRPF8基因中存在致病性变异[2]。这些变异主要位于PRPF8的N端,而与视网膜色素变性相关的变异则主要位于C端,这表明PRPF8的变异与疾病表型之间存在明显的基因型-表型相关性。
除了青光眼,PRPF8的变异还与神经发育障碍有关。研究发现,患有各种神经发育障碍的个体中存在PRPF8的杂合性变异,这些变异包括错义变异和功能缺失变异[3]。这些个体表现出多种临床特征,可能代表了一种新的神经发育综合征。此外,PRPF8的过表达与肝细胞癌的侵袭性和生长有关。研究发现,PRPF8在肝细胞癌中过表达,并与其侵袭性和不良预后相关[4]。PRPF8通过调节FN1的剪接,影响整合素的结合,进而激活FAK/AKT信号通路和应力纤维的形成,促进肝细胞癌的侵袭和生长。
PRPF8的表达也与乳腺癌的进展相关。研究发现,PRPF8在乳腺癌组织中的表达显著高于邻近的非癌组织,且PRPF8表达高的患者预后较差[5]。PRPF8的表达与TGF-β、JAK-STAT和细胞周期控制通路相关。沉默PRPF8的表达可以抑制乳腺癌细胞的生长和克隆形成能力,并增加p21的表达。
PRPF8的变异还与原发性纤毛缺陷相关。研究发现,PRPF8、PRPF6和PRPF31基因的突变与原发性纤毛缺陷相关[6]。这些基因的突变导致细胞中的纤毛出现缺陷,进而引发多种疾病,如Joubert综合征和Jeune综合征。此外,PRPF8的缺陷还与骨髓增生性疾病有关。研究发现,PRPF8的突变或缺失与骨髓增生性疾病相关,并影响剪接反应,导致异常的剪接模式[7]。
最后,PRPF8的调控机制还与结直肠癌的发生机制相关。研究发现,一个与多民族相关的剪接定量性状位点(sQTL)rs61746794可以促进PRMT7的外显子16的剪接,从而增加PRMT7-V2的表达水平。PRMT7-V2是一种表观遗传修饰酶,可以催化组蛋白H4R3和H3R2的精氨酸甲基化,进而调节YAP、AKT和KRAS信号通路[8]。
综上所述,PRPF8是一种核心的剪接体蛋白,在维持基因表达的正确性方面发挥着至关重要的作用。PRPF8的表达受到多种因素的调控,包括病毒感染和基因变异。PRPF8的变异与多种人类疾病相关,包括青光眼、神经发育障碍、肝细胞癌、乳腺癌、原发性纤毛缺陷和骨髓增生性疾病。此外,PRPF8的调控机制还与结直肠癌的发生机制相关。因此,深入研究PRPF8的生物学功能和调控机制对于理解基因表达调控的复杂性以及疾病的发生机制具有重要意义。
参考文献:
1. Yang, Chee-Hing, Li, Hui-Chun, Shiu, Yu-Ling, Wu, Cheng-Hao, Lo, Shih-Yen. 2017. Influenza A virus upregulates PRPF8 gene expression to increase virus production. In Archives of virology, 162, 1223-1235. doi:10.1007/s00705-016-3210-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28110426/
2. Wan, Ruixue, Bai, Rui, Zhan, Xiechao, Shi, Yigong. 2019. How Is Precursor Messenger RNA Spliced by the Spliceosome? In Annual review of biochemistry, 89, 333-358. doi:10.1146/annurev-biochem-013118-111024. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31815536/
3. O'Grady, Lauren, Schrier Vergano, Samantha A, Hoffman, Trevor L, Sweetser, David A, Gold, Nina B. 2022. Heterozygous variants in PRPF8 are associated with neurodevelopmental disorders. In American journal of medical genetics. Part A, 188, 2750-2759. doi:10.1002/ajmg.a.62772. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35543142/
4. López-Cánovas, Juan L, Hermán-Sánchez, Natalia, Del Rio-Moreno, Mercedes, Luque, Raúl M, Gahete, Manuel D. 2023. PRPF8 increases the aggressiveness of hepatocellular carcinoma by regulating FAK/AKT pathway via fibronectin 1 splicing. In Experimental & molecular medicine, 55, 132-142. doi:10.1038/s12276-022-00917-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36609600/
5. Cao, Difei, Xue, Jiaying, Huang, Guoqing, An, Jing, An, Weiwei. . The role of splicing factor PRPF8 in breast cancer. In Technology and health care : official journal of the European Society for Engineering and Medicine, 30, 293-301. doi:10.3233/THC-THC228028. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35124606/
6. Wheway, Gabrielle, Schmidts, Miriam, Mans, Dorus A, Roepman, Ronald, Johnson, Colin A. 2015. An siRNA-based functional genomics screen for the identification of regulators of ciliogenesis and ciliopathy genes. In Nature cell biology, 17, 1074-1087. doi:10.1038/ncb3201. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26167768/
7. Kurtovic-Kozaric, A, Przychodzen, B, Singh, J, Maciejewski, J P, Padgett, R A. 2014. PRPF8 defects cause missplicing in myeloid malignancies. In Leukemia, 29, 126-36. doi:10.1038/leu.2014.144. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24781015/
8. Zhang, Ming, Chen, Can, Lu, Zequn, Tian, Jianbo, Miao, Xiaoping. 2023. Genetic Control of Alternative Splicing and its Distinct Role in Colorectal Cancer Mechanisms. In Gastroenterology, 165, 1151-1167. doi:10.1053/j.gastro.2023.07.019. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37541527/