RNA剪接新視角，揭示腫瘤特異性轉(zhuǎn)錄本在癌癥中的多樣性

研究結(jié)果表明，TST與腫瘤干性呈正相關(guān)，并與癌癥患者的不良結(jié)果相關(guān)。TST與體細(xì)胞突變顯示出相互排他性，并且，在具有致癌功能的轉(zhuǎn)座因子衍生轉(zhuǎn)錄物中過度代表。TST可以產(chǎn)生用于新型免疫治療的抗原。

RNA剪接與腫瘤

01

RNA剪接失調(diào)是腫瘤發(fā)病的關(guān)鍵機(jī)制。對癌癥遺傳改變及其與轉(zhuǎn)錄組和表觀基因組關(guān)系的分析，揭示了癌細(xì)胞中剪接改變的多種方式。團(tuán)隊(duì)之前的工作已經(jīng)在肝細(xì)胞癌患者中鑒定了數(shù)百種腫瘤特異性轉(zhuǎn)錄本（TST）和三陰性乳腺癌，并表征了LIN28B-TST的功能作用和MARCO-TST。

在這項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)使用優(yōu)化的RNA剪接連接檢測工具，系統(tǒng)地檢測了來自5種不同類型的34,775個(gè)樣品的RNA剪接連接。團(tuán)隊(duì)確定了870,389個(gè)剪接事件，其中近一半的剪接連接未注釋。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了來自32,848個(gè)腫瘤特異性剪接位點(diǎn)的29,051個(gè)TST。研究結(jié)果表明，TST可能是腫瘤發(fā)生的潛在驅(qū)動(dòng)因素和新型腫瘤抗原的來源。此外，團(tuán)隊(duì)探索了細(xì)胞外囊泡（EV）RN-SEQ數(shù)據(jù)中的剪接位點(diǎn)，用于追蹤組織來源和癌癥液體的生物標(biāo)志物。

TST是腫瘤新抗原的來源

02

團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種從RNA-seq預(yù)測腫瘤新抗原的工作流程。在33種TCGA癌癥類型的總共29,051個(gè)TST中，12,348個(gè)TST具有編碼蛋白質(zhì)的潛力，占所有TST的42.5%。在超過5名患者中，大約一半的肽與主要組織相容性復(fù)合體（MHC）I類分子，具有很強(qiáng)的親和力。

總共有257個(gè)TST新抗原被證實(shí)由MHC I類分子呈遞，TST和TST衍生的免疫肽都可以在相應(yīng)的樣品中檢測到。TST衍生的肽和UniProt注釋的肽具有相似的肽長度分布，9聚體肽常由MHC I類分子呈現(xiàn)，TST衍生的9聚體肽與UniProt注釋的肽具有相似的結(jié)合基序。

在這些TST衍生的免疫肽中，一些來自TE的肽，來源于gEVE數(shù)據(jù)庫中經(jīng)過驗(yàn)證的內(nèi)源性病毒元件（EVE）。ERVL-MaLR和ERV1元件，在提供MHC I類分子呈遞的免疫肽方面顯示出選擇性。例如，DPVPDIIPV是由RNGTT衍生的含有TST的ERV1元件產(chǎn)生的新型表位，通過基于質(zhì)譜的免疫肽組分析證實(shí)并誘導(dǎo)CD8 T細(xì)胞免疫浸潤水平升高。另一個(gè)例子，是TST從非TE區(qū)域產(chǎn)生的SRVNGAWQY，這也會(huì)導(dǎo)致CD8 T細(xì)胞浸潤水平的差異。這些結(jié)果表明，TST衍生的肽是可信的，可能作為新抗原發(fā)現(xiàn)的寶貴來源。

細(xì)胞外囊泡中的RNA剪接連接用于癌癥診斷

03

團(tuán)隊(duì)對來自4種不同體液的1,128個(gè)樣本，進(jìn)行了EV RNA-seq分析。團(tuán)隊(duì)在EV中鑒定了472,193個(gè)線性剪接位點(diǎn)和121,816個(gè)反向剪接位點(diǎn)。在線剪接位點(diǎn)中，249,701個(gè)常見于癌組織、正常組織和EV。EV中RNA剪接連接的基因組分布，與癌組織中的基因組分布非常相似。253,008個(gè)連接位點(diǎn)是癌組織獨(dú)有的，而131,201個(gè)是EV獨(dú)有的。團(tuán)隊(duì)觀察到，腫瘤獨(dú)有剪接連接的親本基因在代謝和腫瘤相關(guān)通路中富集，而EV獨(dú)有剪接連接的親本基因在免疫相關(guān)特征（例如，T細(xì)胞和B細(xì)胞受體信號(hào)通路）中富集。此外，circRNAs在EV中富集。

血漿EVs除血液外，主要由脾組織貢獻(xiàn)。與對照樣本相比，肝臟的TSS在肝癌中富集，脂肪組織的TSS在乳腺癌中富集。

在EV中檢測到TST，并在多個(gè)樣本中表達(dá)。TST的總體頻率較低（747個(gè)癌癥樣本中有293個(gè)表達(dá)TST），可能是由于測序靈敏度不足。團(tuán)隊(duì)確定了194個(gè)特異性RNA連接，這些連接在患者和健康個(gè)體之間具有不同的水平。其中，178個(gè)（17個(gè)來自腫瘤相關(guān)基因）在癌癥中上調(diào)，只有16個(gè)下調(diào)。對于不同類型的癌癥，上調(diào)的剪接位點(diǎn)是不同的。例如，APOH和HRG基因的剪接位點(diǎn)在肝癌中特異性表達(dá)，而ETV4和EAF2分別在胰腺癌和乳腺癌EVs中特異性表達(dá)。診斷ROC曲線顯示出色的曲線下面積（AUC）值：訓(xùn)練集為91.1%，驗(yàn)證集為89.0%，強(qiáng)調(diào)了該模型的強(qiáng)大預(yù)測能力。這些結(jié)果表明，EV中的RNA剪接位點(diǎn)，是不同類型癌癥診斷靶點(diǎn)的豐富來源。

總結(jié)

04

1. 新型癌癥抗原的探索：TST可被翻譯成含有MHC呈遞潛力的肽的腫瘤特異性蛋白，為癌癥免疫療法提供了新的抗原靶點(diǎn)。

2. TST作為新型治療靶點(diǎn)：TST是癌癥中新型治療靶點(diǎn)的有希望的來源，與干性正相關(guān)，與腫瘤微環(huán)境和腫瘤進(jìn)展相關(guān)。

3. TE引入的剪接事件：TE（轉(zhuǎn)座元件）引入的剪接事件在TST中富集，表明癌癥可能利用退化的TE，產(chǎn)生新的外顯子和促進(jìn)癌癥發(fā)展的TST。

4. 免疫療法的新抗原發(fā)現(xiàn)：TST可能為識(shí)別新型腫瘤抗原和開發(fā)有效的免疫療法提供見解，研究通過分析TST對潛在新表位的貢獻(xiàn)來證實(shí)這一點(diǎn)。

5. 循環(huán)EV中的剪接事件：研究揭示了循環(huán)細(xì)胞外囊泡（EV）中存在大量的剪接事件，這些事件可作為疾病診斷的有前途的生物標(biāo)志物，尤其是在癌癥患者的血漿EVs中。

6. 癌癥剪接事件的譜系特異性和表達(dá)模式：研究提供了癌癥剪接事件的譜系特異性和表達(dá)模式的見解，對癌癥生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)、癌癥驅(qū)動(dòng)基因的鑒定和新抗原的檢測具有重要意義。