综述：干细胞与发育中的可变剪接：研究进展与新兴技术

这篇综述深入探讨了可变剪接（AS）在干细胞自我更新、分化及发育中的核心作用，揭示了其通过调控关键因子（如DPF2、NUMB）、信号通路（Wnt/Notch）和酶活性（如Pcmt）影响细胞命运的分子机制。文章重点介绍了CRISPR/Cas工具、单细胞长读长测序等新兴技术如何推动AS研究，并展望了其在疾病治疗（如脊髓性肌萎缩）中的应用潜力。

　　

背景

可变剪接（AS）是转录后调控的核心机制，人类基因组中超过95%的多外显子基因经历AS，通过选择性剪接产生功能多样的RNA亚型。这一过程在干细胞多能性维持和谱系分化中具有时空精确性，其失调可导致发育异常或疾病。

可变剪接的分子机制

AS由剪接体执行，该复合体包含U1、U2、U5等snRNP。剪接类型包括外显子跳跃、可变5'/3'剪接位点选择等，受顺式元件（如外显子剪接增强子）和反式作用因子（如SR蛋白、hnRNP）协同调控。例如，PTBP1通过抑制DPF2外显子7的保留，维持胚胎干细胞（ESC）多能性；而神经元中PTBP1下调则触发DPF2长亚型表达，促进分化。

干细胞中的可变剪接调控

关键靶点：

• DPF2：PTBP1介导的外显子跳跃调控BAF染色质重塑复合体定位，决定ESC向神经元分化。
• NUMB：SRSF2或Rbfox3调控其外显子9/12的选择性剪接，分别影响中胚层内皮分化（通过Notch通路）和神经发生。
• 长链非编码RNA Gm2694：其亚型PM通过Pax6/Mll1-H3K4me3轴激活Cbln1转录，维持小脑突触完整性。

信号通路：Wnt通路中TCF3的可变剪受hnRNP H/F和lncRNA ESRG调控，决定ESC命运；FGF/ERK通路则被lncRNA Trincr1通过AS抑制，促进神经前体细胞分化。

发育中的动态剪接模式

脑发育：

Nova2通过调控Gphn、Itpr1等基因的AS，控制皮层兴奋性神经元分层和小脑浦肯野细胞突触形成；Ptbp2则通过Shtn1外显子跳跃调节轴突生长相关肌动蛋白动力学。

心脏发育：

Rbm24拮抗PTB蛋白对Actn2外显子6的抑制，保障肌节组装；其缺失导致小鼠心室间隔缺损和肌小梁发育异常。

新兴技术革新AS研究

• CRISPR/Cas13人工剪接因子（CASFx）可重编程SMN2外显子7的剪接，为脊髓性肌萎缩提供治疗策略。
• 单细胞长读长测序揭示小脑细胞类型特异性AS模式，如浦肯野细胞中Synage亚型通过LRP1-HSP90AA1-PSD95复合体稳定突触。
• 3D类器官模型：人脑类器官中NRXN1 AS异常模拟精神分裂症突触发育缺陷。

挑战与展望

当前AS研究面临剪接因子功能冗余、低丰度亚型检测灵敏度不足等挑战。未来需整合单细胞多组学、表观遗传互作分析，并开发靶向AS的小分子药物或反义寡核苷酸疗法。例如，GPATCH8调控SF3B1突变相关剪接异常，或成骨髓增生异常综合征新靶点。

（注：全文严格依据原文内容缩编，未添加非文献支持信息）