综述：毒性外显子：通过RNA剪接调控实现靶向基因调控

《TRENDS IN Pharmacological Sciences》：Poison exons: tuning RNA splicing for targeted gene regulation

本文系统阐述了毒性外显子（PEs）通过选择性剪接与无义介导的mRNA降解（NMD）通路偶联调控基因表达的新机制。作者深入探讨了PEs在生理状态下的调控网络、疾病中的异常剪接模式（如ALS、癌症），并重点评述了基于反义寡核苷酸（ASO）和小分子剪接调节剂（如risdiplam）的 therapeutic 策略，为传统"不可成药"靶点提供了创新干预思路。

　　

在生命科学的前沿领域，毒性外显子（Poison Exons, PEs）的发现为理解基因表达调控开辟了新视角。这类特殊的外显子通过选择性剪接机制与无义介导的mRNA降解（Nonsense-Mediated Decay, NMD）通路形成精密的调控网络，成为细胞控制转录组动态平衡的关键开关。

毒性外显子连接RNA剪接与监控通路调控基因表达

RNA剪接作为真核生物基因表达的核心环节，通过切除内含子、连接外显子形成成熟mRNA。研究表明，人类基因组中90-95%的基因存在选择性剪接，产生具有组织特异性的转录本变体。PEs的独特之处在于其剪接产物会引入提前终止密码子（Premature Termination Codon, PTC），触发NMD通路导致mRNA降解。这种AS-NMD（Alternative Splicing-NMD）机制不仅具有质量控制功能，更广泛参与基因表达的精细调控。

高通量测序技术的进步揭示了PEs的普遍性。通过抑制核心NMD因子（如UPF1、SMG5/6/7）或捕获外显子连接复合体（EJC），研究者已鉴定出数千个PEs事件。值得注意的是，约15%的人类mRNA受NMD调控，其中部分基因超过20%的转录本含有PEs。这些PEs在进化上高度保守，其剪接效率受RNA结合蛋白（RBPs）与剪接调控元件（SREs）的复杂互作网络控制。

疾病中毒性外显子剪接的异常调控

PEs的异常剪接已成为多种疾病的致病机制。在神经发育领域，FLNA基因PE的错误剪接导致脑室周围结节性异位症（PVNH）；而TDP-43核质转运异常引发的PE错误剪接（如UNC13A基因）与肌萎缩侧索硬化症（ALS）密切相关。这些发现揭示了神经元对PE剪接调控的极端敏感性——可能与神经基因特有的长内含子结构相关。

癌症基因组学研究则发现，RBM10功能缺失突变导致肺腺癌中PE异常剪接，而SF3B1功能获得性突变通过改变3'剪接位点选择，在髓系肿瘤中产生大量移码转录本。更具启示性的是，剪接因子自身基因中常含有PEs，形成自动调节环路。例如SR蛋白家族通过PE剪接实现表达自平衡，这种调控在肿瘤组织中普遍失调，提示PEs可能具有抑癌功能。

靶向毒性外显子的治疗策略

基于PE的 therapeutic 干预主要聚焦两大方向：ASO介导的PE跳过和小分子诱导的PE包含。

反义寡核苷酸（ASO）通过空间位阻阻断SREs发挥作用。Stoke Therapeutics开发的STK-001通过抑制SCN1A基因PE剪接，在Dravet综合征模型中恢复Nav1.1通道表达，目前处于II/III期临床。类似策略应用于ADOA治疗的STK-002，在非人灵长类视网膜中成功提升OPA1蛋白水平。温度敏感型PE调控也展现出潜力：靶向RBM3基因PE的ASO在朊病毒疾病模型中表现出神经保护效应。

小分子剪接调节剂则通过稳定U1 snRNP与5'剪接位点的相互作用发挥作用。FDA批准的risdiplam通过促进SMN2基因7号外显子包含治疗脊髓性肌萎缩症（SMA）。更引人注目的是，branaplam和PTC518通过诱导HTT基因PE剪接降低突变亨廷顿蛋白（mHTT），为亨廷顿舞蹈症（HD）提供新疗法。Remix Therapeutics开发的REM-422作为首个口服MYB mRNA降解剂，通过PE剪接抑制该转录因子在腺样囊性癌（ACC）和AML中的致癌作用，已进入I期临床。

超越毒性外显子的剪接调控

新兴研究表明，剪接调节剂的应用远不止PE调控。PTC Therapeutics开发的PTC258通过促进ELP1基因正常剪接治疗家族性自主神经失调症；而SKY-1214通过诱导FANCL基因外显子跳过激活NMD，在多发骨髓瘤模型中显示抗癌活性。更富创意的是，研究者正开发"药物诱导剪接模块"（DreAM），将剪接调控与基因疗法相结合实现精准控制。

随着单细胞测序和长读长测序技术的普及，预计人类基因组中存在超过百万个潜在PEs。计算生物学与AI的融合将加速PE靶点的发现，而结构生物学进展有助于设计更精准的剪接调节剂。虽然面临脱靶效应预测等挑战，但PE靶向治疗已展现出调控"不可成药"靶点的独特优势，为精准医学开辟了新纪元。从神经退行性疾病到癌症，从罕见病到常见病，基于PE的 therapeutic 策略正在改写疾病治疗的格局。