以干細(xì)胞治療為核心的再生醫(yī)學(xué)，在血液、心血管、神經(jīng)、生殖等系統(tǒng)和腎、肝、胰等器官的重大疾病治療方面發(fā)揮作用。來(lái)自四川大學(xué)生物治療國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的陳路研究員是造血干細(xì)胞選擇性剪接領(lǐng)域的資深科學(xué)家，也是國(guó)家青年千人計(jì)劃入選者。下面是小編整理的陳路研究院關(guān)于選擇性剪接在干細(xì)胞研究領(lǐng)域的應(yīng)用的采訪內(nèi)容。

國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員陳路采訪問(wèn)題1

能夠在細(xì)胞分化的不同階段來(lái)操縱選擇性剪接嗎，如果能，具體是什么樣的手段和方法呢？

回答：常見(jiàn)的手段和方法有以下3種：

1.針對(duì)特定的剪接體可以進(jìn)行敲低和過(guò)表達(dá)等實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行具體研究它們的功能，例如，我們對(duì)于NFIB剪接體的研究（Chen et al. Science 2014）。

2.通過(guò)對(duì)操控上游的剪接因子的表達(dá)，這可能對(duì)這個(gè)剪接因子相關(guān)的多個(gè)選擇性剪接事件產(chǎn)生影響。例如，對(duì)于基因的選擇性剪接的上游的剪接因子MBNL調(diào)控的研究（Han et al. Nature 2013）

3.Splice-Switching Oligonucleotides（SSO）技術(shù)通過(guò)pre-mRNA雜交并阻擋剪接位點(diǎn)與剪接因子的結(jié)合，從而改變選擇性剪接。例如，Deiters課題組利用光化學(xué)控制選擇性剪接技術(shù)精確控制特定基因外顯子的剪接，此方法可對(duì)選擇性剪接進(jìn)行重復(fù)的關(guān)閉和開(kāi)啟，研究鑒定選擇性剪在細(xì)胞分化中的影響(Hemphill et al.， JACS 2015)

國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員陳路采訪問(wèn)題2

在造血干細(xì)胞向下游細(xì)胞分化的過(guò)程中，哪些RNA的選擇性剪接會(huì)決定造血干細(xì)胞的分化方向呢？

回答： 基因除了轉(zhuǎn)錄表達(dá)和調(diào)控之外，選擇性剪接同樣是調(diào)控基因表達(dá)、結(jié)構(gòu)和功能的一種重要方式，據(jù)統(tǒng)計(jì)超過(guò)94%的人類多外顯子基因均存在著選擇性剪接；RNA剪接從根本上改變了“一個(gè)基因，一個(gè)蛋白”的舊觀念，Philip Sharp教授因此獲得1993年諾貝爾生物醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。而在疾病發(fā)生或發(fā)展過(guò)程中，15%-60%的致病突變是通過(guò)影響基因的選擇性剪接而發(fā)生作用的，其中約有20%的錯(cuò)義突變發(fā)生在剪接調(diào)控位點(diǎn)上。因此，研究選擇性剪接，對(duì)于理解生命的進(jìn)化、個(gè)體的發(fā)育以及疾病的易感性及發(fā)病機(jī)制都至關(guān)重要，有望為人類重大疾病的治療帶來(lái)全新的思路。

在人類造血干細(xì)胞分化的工作中，對(duì)30個(gè)新生兒臍帶血中的8種造血干細(xì)胞和前體細(xì)胞的全轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了深入的分析，構(gòu)建了一種基于Beta-binomial分布的檢測(cè)選擇性剪接差異的新方法，相較于6711個(gè)差異表達(dá)的基因，我們發(fā)現(xiàn)了多達(dá)10182個(gè)具有高度細(xì)胞專一性的選擇性剪接體，其中7881個(gè)剪接位點(diǎn)是之前在任何細(xì)胞中從未報(bào)道過(guò)的。它們所具有得高度細(xì)胞專一性表明對(duì)細(xì)胞分化的過(guò)程可能起著重要作用，我們通過(guò)分子和細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)造血干細(xì)胞前體中特異的NFIB新剪接體具有調(diào)控巨核細(xì)胞發(fā)育的功能，而血小板疾病中的突變位點(diǎn)影響GFI1B基因的特定剪接體，而其他的細(xì)胞特異的剪接體還有待進(jìn)一步的研究。

國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員陳路采訪問(wèn)題3

選擇性剪接在間充質(zhì)干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞、腫瘤干細(xì)胞等領(lǐng)域是否得到了科研學(xué)者們的充分研究呢？

回答：轉(zhuǎn)錄組包含基因表達(dá)和轉(zhuǎn)錄后的選擇性剪接。在小鼠胚胎干細(xì)胞中，多倫多大學(xué)的Blencowe教授發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞特異的FOXP1選擇性剪接體與多能性（OCT4，NANOG等基因）有關(guān)(Gabut et al. Cell 2011)，此外，他們還發(fā)現(xiàn)特異表達(dá)的FOXP1及其他基因的選擇性剪接是由上游的剪接因子MBNL調(diào)控（Han et al. Nature 2013），證明選擇性剪接和上游的剪接因子在干細(xì)胞多能化中的重要作用。在其他干細(xì)胞的研究中，之前的研究側(cè)重于基因表達(dá)和轉(zhuǎn)錄調(diào)控， 對(duì)選擇性剪接在其中的發(fā)育與分化的研究尚不深入，有待進(jìn)一步的細(xì)致研究。

國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員陳路采訪問(wèn)題4

選擇性剪接對(duì)經(jīng)造血干細(xì)胞分化而來(lái)的血細(xì)胞的成熟有什么影響。

回答： 基因發(fā)生選擇性剪接時(shí)，有可能（a）引入終止子，或（b）改變基因表達(dá)讀碼框(ORF)、或（c）改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能區(qū)域等。我們通過(guò)生物信息預(yù)測(cè)大約54%的選擇性剪接可能引入新的終止子、功能和結(jié)構(gòu)域，而疾病突變位點(diǎn)約20%的錯(cuò)義突變發(fā)生在剪接調(diào)控位點(diǎn)上。

例如，我們的研究發(fā)現(xiàn)NFIB新剪接體（NFIB-short）和常見(jiàn)的NFIB剪接體（NFIB-long）相比，缺失了多個(gè)外顯子，這些外顯子中包括DNA binding domain，改變了NFIB相互作用的蛋白質(zhì)模式，從而調(diào)控巨核細(xì)胞發(fā)育的功能。在疾病研究中，我們發(fā)現(xiàn)血小板疾病中的突變位點(diǎn)影響GFI1B基因的特定剪接體。鑒于不同剪接體有不同功能，在疾病研究中，應(yīng)該探索突變對(duì)于不同剪接體的影響，才能對(duì)致病機(jī)理有更深入的理解（Chen et al. Science 2014）。

四川大學(xué)生物治療國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員陳路簡(jiǎn)介

陳路是四川大學(xué)華西第二醫(yī)院、生物治療國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員，博士生導(dǎo)師，國(guó)家“青年千人計(jì)劃”入選者。入選“中英青年”第十二批“千人計(jì)劃”青年項(xiàng)目。主持申報(bào)2017國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“干細(xì)胞與轉(zhuǎn)化”重點(diǎn)專項(xiàng)青年項(xiàng)目“造血干細(xì)胞的選擇性剪切調(diào)控機(jī)制”已獲立項(xiàng)。2008年在英國(guó)巴斯大學(xué)取得生物化學(xué)博士學(xué)位后進(jìn)入劍橋大學(xué)醫(yī)學(xué)院和桑格研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）開(kāi)展博士后工作。主要運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組、綜合基因組、表觀遺傳組等大數(shù)據(jù)和生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等方法研究基因調(diào)控和疾病發(fā)生機(jī)理，開(kāi)展選擇性剪接在物種復(fù)雜性進(jìn)化、造血干細(xì)胞分化、癌癥發(fā)生等領(lǐng)域中的研究，并應(yīng)用多層面組學(xué)在自身免疫性和血液疾病中研究疾病發(fā)生相關(guān)基因的調(diào)控機(jī)理。以diyi作者在Science、Cell等雜志發(fā)表論文6篇，共同作者在Cell、Nature、Nature genetics(2篇)等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上共發(fā)表論文19篇，其中影響因子大于10的13篇。

2018-03-15 1044次