探秘 COL17A1 基因单核苷酸变异：解锁 RNA 剪接密码，助力精准医疗新突破

《Scientific Reports》：Identifying six single nucleotide variants in the COL17A1 gene that alter RNA splicing: database analysis and minigene assays

为探究单核苷酸变异（SNVs）对 COL17A1 基因剪接事件的影响，温州医科大学仁济学院等研究人员分析 703 个 SNVs，并进行迷你基因检测。结果发现 8 个候选变异中有 6 个会干扰剪接。该研究有助于精准解析 COL17A1 变异，推动个性化治疗发展。

　　在生命的微观世界里，基因就像精密的 “生命密码”，掌控着人体的各种生理过程。其中，COL17A1 基因编码的胶原蛋白 XVII α1 链（COL17A1）对维持皮肤、上皮组织的完整性以及牙釉质的形成起着关键作用。然而，当基因发生变化，比如单核苷酸变异（SNVs）时，就可能引发一系列问题。许多研究表明，SNVs 可能会干扰前体 mRNA 的正常剪接过程，但目前对于 COL17A1 基因中 SNVs 对剪接调控的影响，人们知之甚少。大部分相关突变仅在基因组水平进行分析，导致其对剪接的影响被低估，这无疑为疾病的准确诊断和治疗带来了阻碍 。为了深入了解这一神秘领域，温州医科大学仁济学院和青岛大学附属青岛市立医院的研究人员踏上了探索之旅，他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为揭开 COL17A1 基因变异的秘密提供了重要线索。

研究人员采用了生物信息学分析和迷你基因检测等技术方法。首先，从多个数据库收集了 COL17A1 基因的 703 个 SNVs，包括 446 个外显子变异和 257 个内含子变异。接着，运用在线生物信息学软件对这些变异进行分析，筛选出可能影响前体 mRNA 剪接的候选变异。随后，构建迷你基因并进行突变，将其转染到细胞中，通过提取 RNA、逆转录和 PCR 扩增等操作，分析剪接模式的变化 。

研究结果主要分为以下几部分：

1. 变异筛选：经过生物信息学软件初步分析，排除已证实有影响的 3 个 SNV 后，最终确定 8 个 SNVs 进入后续研究，分别为 c.1139C>T、c.1467G>A、c.1834G>A、c.3198C>T、c.202+6T>G、c.1222+4A>G、c.2335+3A>G、c.3071 - 5G>A123。
2. 剪接改变验证：迷你基因剪接检测发现，8 个变异中有 6 个会改变正常的前体 mRNA 剪接。例如，c.202+6T>G 导致外显子 4 跳跃；c.1139C>T 引起外显子 14 部分跳跃；c.1222+4A>G 致使外显子 15 显著跳跃；c.1834G>A 产生不同的剪接转录本；c.3071 - 5G>A 和 c.3198C>T 导致外显子 46 的剪接转录异常。而 c.1467G>A 和 c.2335+3A>G 未改变前体 mRNA 剪接345。
3. 剪接改变机制：靠近经典剪接位点的变异，如 c.1834G>A、c.202+6T>G、c.1222+4A>G 等，会破坏剪接位点的识别，影响正常剪接；外显子内的调控元件变异，像 c.1139C>T 和 c.3198C>T，改变了外显子剪接增强子（ESEs）/ 外显子剪接沉默子（ESSs）的比例，也对剪接产生不利影响678。
4. 对蛋白质和疾病的影响：这些剪接改变导致 COL17A1 蛋白结构异常，如氨基酸缺失、插入或蛋白质截断等。由于 COL17A1 蛋白在维持皮肤和上皮组织完整性等方面至关重要，其结构改变可能引发交界性大疱性表皮松解症（JEB）、牙釉质发育不全（AI）等疾病9。

在研究结论和讨论部分，研究人员强调了该研究的重要意义。他们证实了之前被认为是错义突变、同义突变和内含子变异的一些 SNVs，实际上会改变 COL17A1 基因的前体 mRNA 剪接。这一发现意味着在诊断相关疾病时，应将剪接改变纳入考虑范围，作为这些变异致病机制的一部分。同时，也为后续开发针对这些疾病的个性化治疗策略提供了理论依据。虽然该研究存在一定局限性，如迷你基因分析可能无法完全反映体内复杂的调控机制，但它依然为该领域的研究开辟了新方向，为未来进一步探索 COL17A1 基因变异与疾病的关系奠定了坚实基础。