Nova1-KO 基因敲除小鼠

NOVA1，也称为神经-肿瘤学腹侧抗原1，是一种在神经元中特异性高表达的RNA结合蛋白。它在神经系统的发育和功能中起着关键作用，并通过调节RNA剪接参与多种生物学过程。NOVA1的表达与某些神经退行性疾病有关，如肌萎缩侧索硬化症（ALS）和脊髓性肌萎缩症（SMA），这些疾病通常与神经元死亡和功能障碍有关。此外，NOVA1在癌症生物学中也被认为是一种重要的调节因子，因为它在多种癌症类型中过度表达，并促进肿瘤的生长和扩散。

NOVA1在胶质母细胞瘤（GBM）细胞中作为一种致癌因子发挥作用，通过调节胆固醇稳态来促进细胞存活。NOVA1与Argonaute（AGO）蛋白的CLIP实验揭示了它们共同作用的3'非翻译区（UTR）靶点，这些靶点在NOVA1敲低GBM细胞中下调，表明NOVA1和AGO-miRNA靶点调控之间存在广泛的转录组交叉。NOVA1结合到3'UTR靶点上，稳定了包括胆固醇稳态相关蛋白在内的转录本。使用反义寡核苷酸选择性抑制NOVA1-RNA相互作用破坏了GBM癌细胞的适应性。这项研究为选择性抑制致癌性NOVA1-RNA相互作用提供了精确的机制和RNA序列位点[1]。

NOVA1在人类白色脂肪生成过程中起着重要作用。在人类间充质干细胞中，NOVA1的缺失导致了DNAJC10的异常剪接，减少了DNAJC10蛋白的表达，并过度激活了未折叠蛋白反应（UPR）。此外，NOVA1的敲低阻止了脂肪生成过程中NCOR2的下调，并上调了47b+剪接异构体，导致脂质代谢基因位点的染色质可及性降低。这些在人类脂肪生成中的效应在小鼠中无法复制。进一步的多物种基因组转录组分析表明，NOVA1靶向RNA剪接是进化上受到调节的[2]。

在视网膜母细胞瘤（RB）中，miR-338-3p/NOVA1轴起着重要作用。过表达miR-338-3p显著抑制RB细胞的增殖、迁移和侵袭，并促进细胞凋亡。NOVA1的敲低也产生了类似的结果。双荧光素酶报告基因实验和拯救实验进一步证实了miR-338-3p与NOVA1之间的直接结合。这些结果表明，miR-338-3p通过靶向致癌基因NOVA1在RB中作为肿瘤抑制因子发挥作用，这可能是RB的潜在治疗靶点[3]。

在结直肠癌（CRC）中，NOVA1介导的SORBS2异构体通过激活Notch通路促进癌细胞迁移。研究发现了与CRC进展相关的五个关键基因剪接事件，并进一步验证了NOVA1是调节这些剪接事件表达的关键因子。NOVA1抑制了基因剪接事件SORBS2，通过Notch通路诱导CRC细胞的迁移。这些发现表明，NOVA1介导的SORBS2可能是CRC治疗的潜在靶点[4]。

NOVA1在神经发育中也起着重要作用。通过将古人类NOVA1变体重新引入人类诱导多能干细胞，并追踪其通过皮质类器官的神经发育，发现这种修改促进了皮质类器官中古代版本NOVA1的缓慢发展和更高的表面复杂性。此外，类器官中突触标记物和突触蛋白共关联的水平与表达古代变体的类器官的变电生理特性相关。这些结果表明，NOVA1中的人类特异性取代可能对我们物种的进化产生了功能性后果[5]。

NOVA1在黑色素瘤中作为致癌基因发挥作用，通过调节FOXO3a的表达。NOVA1的表达在黑色素瘤样本和细胞系中上调。NOVA1的敲低抑制了黑色素瘤细胞系A375和A875的增殖、迁移和侵袭。此外，NOVA1的表达下调增强了FOXO3a的表达，同时抑制了AKT的表达。这些结果表明，NOVA1通过调节FOXO3a的表达在黑色素瘤的发展中发挥着致癌基因的作用[6]。

NOVA1通过结合UCAC基序促进SMN2外显子7的剪接，并增加SMN蛋白的表达。研究发现，SMN2外显子7的包含水平在神经组织中较高，而NOVA1也在神经系统中高度表达。此外，SMN2外显子7和NOVA1在神经系统中同步表达。进一步的研究发现，NOVA1的表达水平随着脊髓性肌萎缩症的发展而降低。体外实验表明，NOVA1的表达增加了SMN2外显子7的包含和SMN2蛋白的表达，而NOVA1的敲低则相反。这些发现表明，NOVA1通过与SMN2外显子7中的UCAC基序相互作用，从而增强外显子7的包含，进而增加SMN蛋白的表达[7]。

NOVA1通过将PTBP1引导至hTERT前体mRNA来促进癌症细胞中的端粒酶活性。NOVA1是一种增强FL hTERT剪接的剪接因子，增加了端粒酶活性，并促进癌症细胞中的端粒维持。研究发现，PTBP1也参与了hTERT的剪接，以产生FL TERT。PTBP1的敲低降低了hTERT FL剪接和端粒酶活性。稳定敲低PTBP1导致H1299和H920肺癌细胞的端粒长度逐渐缩短。RNA pull-down实验表明，PTBP1与hTERT前体mRNA在NOVA1依赖性方式下相互作用。PTBP1的敲低增加了PTBP2的表达，PTBP2也与NOVA1相互作用，可能阻止NOVA1与hTERT前体mRNA的结合。这些新数据强调了癌症细胞中剪接受到竞争性剪接位点和剪接因子组合在pre-mRNA转录本上顺式调节位点的相互作用调节。通过使用hTERT作为模型基因，我们展示了NOVA1和PTBP1在调节大多数癌症细胞类型中表达的端粒酶中的协调作用[8]。

RBM4-Nova1-SRSF6剪接级联反应调节棕色脂肪细胞的发育。研究发现，RBM4a缺失增强了Nova1-4转录本的水平，这些转录本主要在胚胎棕色脂肪细胞中生成。相比之下，成熟棕色脂肪细胞中的大多数Nova1转录本包含外显子4（Nova1+4）。Nova1异构体对棕色脂肪细胞的发育表现出不同的效应。此外，Nova1蛋白的过表达通过增强包含内含子2（SRSF6+内含子2）转录本的生成来降低SRSF6水平，这些转录本是剪接耦合无义介导的降解机制的候选者。此外，观察到SRSF6对棕色脂肪细胞发育的积极影响。这些结果表明，RBM4a在调节棕色脂肪细胞发育的剪接级联反应中起着层次作用[9]。

miR-146b-5p通过在残余组织微环境中抑制NOVA1的表达来定义胃癌切除后的隐匿残留病。在残余组织微环境中miR-146b-5p的增加被确定为肿瘤复发和不良生存率的强风险因素。NOVA1是miR-146b-5p的靶基因，在预后不良的患者的残余组织中减少。NOVA1在正常组织中的间质纺锤形细胞中富集，如成纤维细胞。在非肿瘤性炎症中，如胃炎，NOVA1在T淋巴细胞和间质纺锤形细胞中高度富集，而在胃癌组织中这些细胞中NOVA1的表达通常降低。特别是，胃癌组织中T细胞中NOVA1的降低与FOXP3阳性调节性T细胞的减少相关，并与患者的不良预后相关。体外分析表明，miR-146b-5p抑制了NOVA1基因的表达。在免疫细胞和间质纺锤形细胞中，可能被miR-146b-5p抑制的NOVA1的降低是预测胃癌患者不良预后的候选生物标志物，也是胃癌切除后残余组织中隐匿残留病的生物标志物[10]。

综上所述，NOVA1是一种重要的RNA结合蛋白，在神经发育、癌症生物学和代谢调节中发挥着关键作用。它在多种疾病中过度表达，包括胶质母细胞瘤、视网膜母细胞瘤、黑色素瘤和结直肠癌，并促进肿瘤的生长和扩散。此外，NOVA1在神经发育中也起着重要作用，并且其进化上的差异可能对我们物种的进化产生了功能性后果。NOVA1的研究有助于深入理解RNA剪接和表观遗传修饰的生物学功能和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。