 ESRP2 controls an adult splicing programme in hepatocytes to support postnatal liver maturation ● 期刊名： Nature Communications ● 发表时间：2015年11月 ● 影响因子：11.3 ● 文章类型：转录组测序 哺乳动物出生前后，肝组织具有明显不同的功能。胚胎时期，肝的主要功能是造血，但出生后不久，其主要行使代谢功能。肝组织功能的转变主要是通过大规模改变基因的表达，不同的遗传机制确保了这一过程的准确性。虽然肝组织的基因调控研究层出不穷，但大多集中在转录中调控，对转录后调控（例如：可变剪切（alternative splicing，AS））所行使的重要作用尚无太多研究。一个基因通过AS可以产生多个具有不同功能的mRNA，超过95%的多外显子基因会发生AS。上皮剪接调节蛋白2（epithelial splicing regulatory protein 2，ESRP2）具有重要的调控功能，在肝脏的发育过程中扮演重要角色。 结果一：肝组织成熟过程中转录组发生巨大改变 样本类型：肝组织 采样策略：胚胎18天（E18），出生后14天（P14）、18天（P18）及成年（Adult） E18和Adult两组存在4,882个差异表达基因(different expression genes，DEGs)，52个AS以及214个可变的多聚腺苷酸变异（alternative polyadenylation，APA）（图1a）。差异表达基因主要呈现下调表达趋势（图1b）。AS主要呈现外显子增加类型的（图1c）。APA主要表现远端的聚腺苷酸化，结果会导致3`UTR序列更长。DEG主要参与细胞代谢和循环等通路（图1e）、AS主要参与激动蛋白过程和染色质的修饰，APA参与蛋白转运和定位（图1f）。 图1 结果二：细胞特异的可变剪切 样本类型：肝组织、肝细胞（hepatocytes，HEP）以及非薄壁组织细胞（non-parenchymal cells，NPC） 采样策略：出生后0天（P0）和成年小鼠（adult） 肝组织由HEP和NPC组成。HEP占成年小鼠肝组织的75%。NPC主要包括胆管细胞、肝星状细胞、肝窦内皮细胞以及可扑弗氏细胞。RT-PCR显示有66%的AS是细胞特异的，其中超过一半是HEP专有的（图2a、b、c）。研究发现，大部分的HEP特异的AS主要发生在小鼠生命的早期阶段（图2e）。 图2 结果三：肝脏发育过程中ESRP2上调表达 小鼠肝组织发育过程中，大部分的RNA结合蛋白呈现下调表达趋势（图3a）。但Esrp2和Mbnl2却呈现明显上调表达（图3b）。与ESRP1相比，EPSR2在人类和小鼠体内均可表达并通过调节靶基因（主要参与细胞黏着、细胞骨架重排和信号通路）的可变剪切完成间叶细胞到上皮细胞的转换（图3c、d）。小鼠出生后的前四周，ESRP2表达水平显著增加，Adult是E18的16倍（图3e）。另外，Adult的HEP中的ESRP2蛋白是P0的4倍（图3f、g）。说明Esrp2在成熟的HEP中被特异诱导表达。 图3 结果四：ESRP2调控肝组织的AS 样本类型：正常小鼠、ESRP2敲除小鼠（图4a、b） Esrp2敲除小鼠丢失1/3的发育基因AS（图4c）。在成年ESRP2基因小鼠中，有超过96%的ESRP2调控的AS仍然保留新生小鼠的AS模式（图4d），说明ESRP2具有重要作用。87%的ESRP2靶基因在HEP细胞中行使发育调控功能，这些靶位点主要与肌动蛋白、细胞骨架和Rho/Ras等代谢通路相关（图4d）。说明ESRP2主要是通过调节发育基因的AS调控肝组织发育的。 图4 ESRP2通过调控可变剪切网络促进小鼠肝组织的分化。ESRP2的靶向外显子主要参与细胞生长、细胞之间的黏着、细胞分化等过程（图5）。 图5 参考文献：Bhate A , Parker D J , Bebee T W , et al. ESRP2 controls an adult splicing programme in hepatocytes to support postnatal liver maturation.[J]. Nature Communications, 2015, 6(5):8768. 明码生物科技编译整理   |
|
|
