靶向HnRNPAB的反义寡核苷酸通过调节阿尔茨海默病相关的选择性剪接,改善Tau蛋白病理和认知缺陷

由 root 提交于 周五, 10/16/2026 - 11:14
摘要

异常的可变剪接可改变多种疾病相关剪接事件,包括与tau病理相关的MAPT外显子10包含,进而影响阿尔茨海默病(AD)的进展。异质性核核糖核蛋白AB(hnRNPAB)是一种剪接调控因子,但其在AD中的作用尚不明确。在本研究中,我们发现hnRNPAB的全长异构体AB332是MAPT外显子10包含的一种新型抑制因子。AB332结合保守的AAUAU基序,并通过其RNA识别基序(RRM)结构域和富含甘氨酸结构域招募RBMX和RBMXL1,组装形成复合物。除MAPT外,AB332还调控涉及多个AD相关基因的剪接事件网络,包括STAG2、ApoER2、MCL-1、PICALM和zDHHC7。值得注意的是,缺失外显子7的异构体AB285不具备上述活性。对AD患者死后脑组织的转录组分析显示,hnRNPAB表达降低;同时,在3xTg AD小鼠海马中证实了AB332的选择性下调。我们针对hnRNPAB外显子7及其侧翼内含子区域开展了系统性的反义寡核苷酸平铺筛选,鉴定出能够特异性上调AB332表达的ASO30。在3xTg AD小鼠中,ASO30恢复了海马AB332水平,降低了病理性tau磷酸化,并改善了认知缺陷。这些发现阐明了AB332调控AD相关剪接事件的分子机制,从而为AD提供了一种靶向hnRNPAB的治疗策略。图形摘要O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=79 SRC="FIGDIR/small/736008v1_ufig1.gif" ALT="图1">查看大图(23K):org.highwire.dtl.DTLVardef@1c7e8eaorg.highwire.dtl.DTLVardef@18c9501org.highwire.dtl.DTLVardef@8ab405org.highwire.dtl.DTLVardef@30da7e_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG

靶向 HnRNPAB 的反义寡核苷酸通过调节阿尔茨海默病相关的可变剪接,改善 tau 蛋白病理改变和认知缺陷 | bioRxiv

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HnRNPAB 靶向反义寡核苷酸通过调节阿尔茨海默病相关的可变剪接,改善 tau 蛋白病理改变和认知缺陷

Tao Jiang

Xingjun Xu

Yaqiong Yu

Caixin Zhu

Chao Ma

Yu Tang

Lingxia Min

Mingliang Tan

Jialin Bai

Zhou Feng

Jingming Hou

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.07.02.736008

Tao Jiang

1

西南医院康复医学科,陆军军医大学(第三军医大学);中国重庆,400038

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Xingjun Xu

1

西南医院康复医学科,陆军军医大学(第三军医大学);中国重庆,400038

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Yaqiong Yu

2

重庆医科大学附属大学城医院康复医学科;中国重庆,401331

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Caixin Zhu

1

西南医院康复医学科,陆军军医大学(第三军医大学);中国重庆,400038

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Chao Ma

1

西南医院康复医学科,陆军军医大学(第三军医大学);中国重庆,400038

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摘要

异常性可变剪接会改变多个与疾病相关的剪接事件,包括与 tau 蛋白病理相关的 MAPT 外显子 10 包含,进而影响阿尔茨海默病(AD)的进展。异质性核糖核蛋白 AB(hnRNPAB)是一种剪接调控因子,但其在 AD 中的作用仍未得到充分阐明。在本研究中,我们鉴定出 hnRNPAB 的全长亚型 AB332,发现其是 MAPT 外显子 10 包含的新型抑制因子。AB332 可结合保守的 AAUAU 基序,并通过其 RRM 结构域和富含甘氨酸结构域招募 RBMX 和 RBMXL1,从而组装形成复合物。除 MAPT 外,AB332 还调控多个 AD 相关基因中的一系列剪接事件,包括 STAG2、ApoER2、MCL-1、PICALM 和 zDHHC7。重要的是,缺失外显子 7 的亚型 AB285 不具备这些活性。对 AD 患者死后脑组织进行转录组分析显示,hnRNPAB 的表达降低;同时,在 3xTg AD 小鼠海马体中也证实 AB332 发生选择性下调。我们针对 hnRNPAB 外显子 7 及其两侧侧翼内含子区域开展了系统性的反义寡核苷酸平铺筛选,鉴定出能够特异性上调 AB332 表达的 ASO30。在 3xTg AD 小鼠中,ASO30 恢复了海马体内 AB332 的水平,降低了病理性 tau 蛋白磷酸化,并改善了认知缺陷。这些发现揭示了 AB332 调控 AD 相关剪接事件的分子机制,并为靶向 hnRNPAB 治疗 AD 提供了策略。

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引言

可变剪接是一种关键的转录后过程,它通过外显子跳跃和内含子滞留等机制,使单个前体 mRNA 产生多个不同的蛋白质亚型(1)。由于这一过程发生在人类超过 90% 的……

基因,此外,选择性剪接也是高等真核生物功能复杂性的重要来源之一(2)。这一点在大脑中尤为明显,因为在人类组织中,大脑表现出最高发生率的选择性剪接事件之一(3,4)。剪接调控元件或剪接因子的失调可导致异常的选择性剪接模式,而这些异常模式在神经退行性疾病中发挥着关键作用(5,6)。

越来越多的研究已证实,选择性剪接失调是影响阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)病理进展的重要因素,其严重程度与临床疾病分期密切相关(7)。AD的典型病理特征包括由β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)沉积形成的淀粉样斑块,以及由高度磷酸化的tau蛋白诱导形成的神经原纤维缠结(8)。其中,与Aβ沉积相比,tau病理与痴呆严重程度的相关性更强(9)。微管相关蛋白tau(MAPT)基因编码tau蛋白,是AD中发生异常选择性剪接的基因中最具代表性的核心靶点之一。

MAPT外显子10受到广泛关注,因为其选择性剪接可产生两种tau蛋白亚型:3次重复tau(3R-tau,含有3个微管结合重复序列)和4次重复tau(4R-tau,含有4个微管结合重复序列)(10)。在AD患者中,失调的3R-tau∶4R-tau比例会导致tau磷酸化水平升高(11)。这种亚型失衡及其病理后果可通过促进MAPT外显子10跳跃的小分子剪接调节剂加以逆转,从而降低4R-tau的表达及高度磷酸化tau的水平(12)。此外,感染了1型单纯疱疹病毒(HSV-1)的前脑类器官

表现出MAPT外显子10包含水平升高,导致4R-tau比例增加,并重现类似AD的病理特征(13)。这些发现凸显了MAPT外显子10剪接在AD中的关键作用。除MAPT外,转录组学研究还一致发现其他AD相关基因存在异常剪接,例如APP、PICALM、CLU和PTGDS,支持从网络层面理解AD发病机制(7,14-17)。

这种多靶点特征表明,专注于单个基因的干预可能不足以逆转病理过程(18),从而推动了人们对剪接调控因子的治疗兴趣。靶向这些协调整个剪接网络的因子,为实现“一靶点、多效应”策略提供了有前景的途径。与此一致的是,对AD脑组织开展的蛋白质组学分析显示,与剪接相关的RNA结合蛋白发生了广泛改变(19-21)。例如,剪接因子SFA-1的过表达能够缓解与年龄相关的全局性剪接缺陷并延长寿命(22)。类似地,AD患者中NOVA1/2蛋白水平降低,并与疾病相关的、依赖于衰老的剪接变化相关(23)。异质性核糖核蛋白(hnRNP)家族成员进一步体现了这一治疗方向:hnRNPA1(一种调控APP、RAGE和MAPT剪接的因子)下调会加剧疾病发生发展(24-27);具有神经保护作用的hnRNPL-DL亚型能够调控包括CAMKV在内的突触基因网络(28)。因此,这些发现强调了纠正AD中剪接调控因子功能障碍的广阔潜力。

HnRNPAB是hnRNP家族中的经典剪接调控因子。尽管其在癌症中的作用已得到充分确立(29-32),但初步证据表明,hnRNPAB参与神经生物学过程。这包括其与轴突导向至关重要的mRNA结合,以及

突触发生(33),以及通过NF-κB/Lcn2等通路促进神经损伤后的恢复(34)。然而,其在AD中的功能仍知之甚少。在本研究中,我们发现,全长hnRNPAB(AB332)可与RBMX/XL1形成复合物,并通过识别保守的AAUAU基序特异性抑制MAPT外显子10的剪接。除MAPT外,AB332还可调控多个AD相关基因的剪接,而缺失外显子7的异构体则不具备这种剪接调控活性。在3xTg AD小鼠的海马中,AB332的表达显著降低。利用促进hnRNPAB外显子7包含的反义寡核苷酸(ASOs)恢复其水平,可有效挽救该AD模型中的认知缺陷。综上,这些发现确立了hnRNPAB介导的剪接纠正作为AD的一种新型治疗策略,并凸显了靶向剪接网络以改变疾病发病机制的潜力。

材料与方法

质粒构建

本研究所使用的MAPT迷你基因构建体为pCI-MAPT,构建方法此前已有报道(35)。简而言之,该迷你基因包含265 nt的外显子9、截短的388 nt内含子9、93 nt的外显子10、429 nt的内含子10,以及外显子11的前82个核苷酸。迷你基因突变体采用部分重叠的引物对,通过定点诱变构建。为构建pCI-MAPT-boxB质粒,将MAPT迷你基因外显子10中位于+64至+68位点的AATAT序列替换为19 nt的boxB发夹序列(5’-GGGCCCTGAAGAAGGGCCC-3’)。所有蛋白表达质粒均构建于pCGT7或FLAG载体中,所表达的蛋白分别携带N端T7标签或FLAG标签。所有引物的详细序列见表S1。

细胞培养与转染

BV2、HeLa、

SK-N-SH和N2A细胞系购自普诺赛生命科技有限公司(中国武汉)。其中,BV2和HeLa细胞采用Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM;GIBCO,美国纽约州格兰德岛)培养,SK-N-SH和N2A细胞则采用添加非必需氨基酸(NEAA;GIBCO)的最低必需培养基(MEM;GIBCO,美国纽约州格兰德岛)培养。所有细胞系均在含10%(v/v)胎牛血清(FBS)和抗生素(100 U/ml青霉素及100 μg/ml链霉素)的培养基中,于37°C、5% CO₂的湿润环境下培养。为分析蛋白质过表达对野生型(WT)和突变型MAPT微基因的影响,将细胞以每孔1.5×10⁵个的密度接种于12孔板中,培养基为含10% FBS的DMEM。次日,使用ExFect转染试剂(Vazyme,中国南京),将500 ng各微基因质粒分别与300 ng各蛋白表达质粒或空载体(Vctr)共同转染至细胞中。为敲低hnRNPAB,使用si-hnRNPAB(正义链:5′-UGGAAGCAAGUGUGAGAUCAATT-3′),并以siNC(正义链:5′-UUCUCCGAACGUGUCACGU-3′)作为阴性对照。各siRNA单独转染或与微基因质粒共同转染,均使用相同的ExFect转染试剂以保持一致性。在37°C下孵育约6小时后,去除转染培养基并更换为完全培养基。本研究使用的所有反义寡核苷酸(ASO)均在全序列范围内统一采用2′-O-甲氧乙基、硫代磷酸酯骨架及5-甲基胞嘧啶修饰。这些ASO由Hippo Biotechnology Co., Ltd.合成并购得。所有ASO的详细序列见表S2。在ASO筛选实验中,使用CALNP™ RNAi体外转染试剂将各ASO分别转染至HeLa细胞中

按照制造商推荐的操作方案,使用转染试剂(Duona Pharmaceutical Co., Ltd.)进行转染。

半定量RT-PCR和qRT-PCR

转染后约36 h收集培养细胞,使用Trizol试剂(Vazyme,中国江苏南京)提取总RNA,随后以每份RNA样本中的500 ng为模板,使用oligo(dT)18和M-MLV逆转录酶(Vazyme),在10 μL反应体系中合成第一链cDNA。对于微型基因,使用正向引物MAPT-F(5′-CCACTCCCAGTTCAATTACAGC-3′)和反向引物MAPT-R(5′-Cy5-TAATGAGCCACACTTGGAGGTC-3′),经28个PCR循环扩增剪接产物(35);对于内源性MAPT,则使用正向引物EMAPT-F(5′-CCATGCCAGACCTGAAGAAT-3′)和反向引物EMAPT-R(5′-TGCTCAGGTCAACTGGTTTG-3′),进行35个PCR循环。用于验证内源性hnRNPAB、ApoER2、TMPO、zDHHC7、MCL-1、STAG2和PICALM可变剪接的引物序列列于表S3。Cy5标记的PCR产物经6%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后,使用Biorad ChemicDoc MP成像系统进行荧光成像,并使用Biorad Image Lab软件(Biorad,美国加利福尼亚州赫尔克里斯)对信号进行定量。外显子包含率表示为包含该外显子的mRNA占剪接后mRNA总量的百分比。使用SYBR qRT-PCR试剂盒(Vazyme,中国江苏南京)进行qRT-PCR,以GAPDH为内参基因。使用特异性引物对cDNA进行40个循环的扩增,并采用2^−ΔΔCt法计算倍数变化。用于RT-qPCR的所有引物序列均列于表S3。

蛋白质免疫印迹

使用添加了蛋白酶抑制剂混合物和/或磷酸酶抑制剂混合物(ABclonal,中国武汉)的RIPA缓冲液(Beyotime,中国上海)裂解培养细胞和经匀浆处理的小鼠组织。蛋白质样品经10–12%的

经SDS-PAGE分离后,转移至PVDF膜(Immobilon-P,Millipore,美国马萨诸塞州)。将膜与一抗于4°C孵育过夜,随后与IRDye 680RD标记的山羊抗小鼠或抗兔二抗(LI-COR Biosciences,美国内布拉斯加州林肯市)孵育。抗体的详细信息见表S4。使用Bio-Rad成像系统,通过IRDye 680RD通道检测信号并进行可视化。对蛋白条带强度进行定量,以相应的上样内参进行归一化,随后进一步相对于对照组进行归一化。

RNA pull-down

RNA pull-down实验参照既往报道的方法进行(35)。生物素标记的野生型(WT)RNA(5′-UCCUUAAAUUAA-3′)和突变型RNA(5′-UCCGGAAAUUAA-3′)购自General Biol。分别将500 pmol RNA与60 μL预先洗涤的链霉亲和素琼脂糖珠(Sigma-Aldrich)于4°C旋转孵育2 h。随后,将RNA-微珠复合物与HeLa细胞核提取物在结合缓冲液(20 mM HEPES,pH 7.8;100 mM KCl;0.1–0.2 mM EDTA;1 mM DTT;1 mM PMSF;0.05% Triton X;0.25 μg/μL酵母tRNA;以及蛋白酶抑制剂混合物)中于4°C孵育2 h。用含150 mM KCl的缓冲液洗涤微珠3次,以Laemmli缓冲液洗脱结合的蛋白,并于95°C加热10 min,用于后续分析。

免疫沉淀/免疫共沉淀(IP/Co-IP)

在HeLa细胞中分别过表达FLAG-AB332和FLAG-AB285表达载体。提取总蛋白,将细胞裂解液与共价偶联抗FLAG纳米抗体的磁性琼脂糖珠孵育3 h。洗脱结合的蛋白,并重悬抗FLAG微珠。样品经SDS-PAGE分离后,用考马斯亮蓝染色,选取差异蛋白条带进行质谱分析。

异构体测序及

可变剪接分析

对于 Iso-Seq,按照制造商说明,使用 Direct-zol RNA Miniprep Kit(R2050,ZYMO Research,美国)从 AB332 过表达组和 Vctr 对照组的 HeLa 细胞中提取总 RNA。参照 Pacific Biosciences 发布的 Isoform Sequencing 实验方案(文件编号 PN 100-092-800-03),使用 Clontech SMARTer PCR cDNA Synthesis Kit(货号 634938,Clontech Laboratories,美国加利福尼亚州)构建测序文库。随后在 PacBio Sequel 第三代测序平台(Pacific Biosciences,美国)上对文库进行测序,该平台专为 Iso-Seq 设计,无需片段化即可进行全长转录组测序。将测序读段比对至人类参考基因组(Homo sapiens,GRCh38.p14 组装版本)。使用 SUPPA 软件进行可变剪接分析,计算剪接包含百分比(percent spliced in,PSI)。PSI 变化值(ΔPSI)定义为 AB332 过表达组的 PSI 值(PSI_AB332 OE)与对照组的 PSI 值(PSI_Vctr)之差:ΔPSI 为正(ΔPSI > 0)表示目标可变剪接事件的包含水平升高,而 ΔPSI 为负(ΔPSI < 0)则表示其包含水平降低。

增强型交联免疫沉淀测序

将 AB332 质粒转染至 T75 培养瓶中的 HeLa 细胞。转染后 48 h,使用 Stratalinker 交联仪(Stratagene),在冰上以 254 nm 紫外线(600 mJ/cm²)照射细胞进行交联,将蛋白质与 RNA 之间的离子键转化为共价键。使用 CLIP 裂解缓冲液裂解细胞,按照既往报道的方法富集 RNA 以进行免疫沉淀,并为每个样本分别构建 eCLIP 文库和输入对照文库。将 400 μl 核提取物与 5 μg

加入AB332特异性抗体,并于4°C孵育过夜,通过免疫沉淀富集AB332-RNA复合物。次日,加入Protein A/G微珠孵育4 h,随后用IP缓冲液洗涤两次,以去除非特异性结合物。将纯化产物经4%–12% Bis-Tris凝胶电泳分离后,转移至硝酸纤维素膜上,切取含AB332的区域,提取RNA-RNP复合物并进行去磷酸化处理。将单链RNA接头连接至RNA的3′端,并使用T4多核苷酸激酶(无3′磷酸酶活性)对RNA的5′端进行³²P标记。回收AB332-RNA复合物,经蛋白酶K和尿素处理去除蛋白质,纯化目标RNA并进行逆转录,生成第一链cDNA。去除残留RNA和dNTP后,将DNA接头连接至cDNA的3′端,随后通过PCR扩增和凝胶片段大小筛选,构建AB332 eCLIP文库。

动物实验与ASO给药

C57BL/6J和3xTg-AD小鼠购自金智合生物科技公司(中国广州)。所有动物实验方案均经第三军医大学(中国重庆)伦理委员会批准。所有实验小鼠均饲养于标准化环境中,采用12 h光照/黑暗循环,温度维持在23°C,相对湿度为50%–60%,可自由摄取标准啮齿类动物饲料和饮水。为初步检测AD中的AB332表达,使用4只12月龄雌性3×Tg AD小鼠和4只同龄雌性WT小鼠。为检测ASO30对hnRNPAB外显子7剪接的影响,使用6周龄雌性C57BL/6J小鼠。为评估ASO30对认知功能和AD病理的影响,选用9月龄雌性3×Tg AD小鼠。ASO30的给药途径为

以每只小鼠100 ng的剂量进行单次左侧脑室注射。小鼠麻醉后固定于脑立体定位仪上,使用10 μL Hamilton微量注射器在预定坐标处注射ASO30。具体而言,6周龄小鼠的海马注射坐标为(相对于人字缝尖点):前后(AP)-0.3 mm,内外侧(ML)1 mm,背腹(DV)-2.3 mm;7月龄小鼠的海马注射坐标则为(相对于人字缝尖点):AP -0.5 mm,ML 1.3 mm,DV -2.6 mm。所有小鼠均在术中给予镇痛药物,并在整个手术过程中及术后3天内接受监测。

行为学测定

旷场实验

采用40×40×40 cm的不透明实验箱评估探索行为。小鼠先在测试环境中适应30 min,随后逐只置于实验箱中央,适应2 min后进行10 min测试。使用EthoVision XT(v11.5,Noldus)自动追踪并量化总移动距离(cm)及中央区域停留时间占比(%)。

新物体识别(NOR)实验

在40×40 cm的旷场实验箱中评估识别记忆。环境适应24 h后,将小鼠置于实验箱中央,箱内放置两个相同物体(距箱壁5 cm),允许其探索10 min(学习阶段)。间隔24 h后,将其中一个熟悉物体替换为新物体,允许小鼠探索10 min(测试阶段)。所有探索行为均通过视频记录,并使用EthoVision XT软件(v11.5,Noldus)进行自动追踪。

Morris水迷宫实验

采用注满不透明水(水温23°C,水深30 cm)的圆形水池(直径120 cm)评估空间学习与记忆能力。水池周围放置视觉线索(几何图形)。在……之前

训练前,允许小鼠在水池中自由游泳2 min,以适应环境。实验持续5天:前4天为训练阶段,小鼠每天接受4次试验(分别从各象限出发,试验间隔为60 min),以在60 s内找到水下环形平台(宽10 cm,位于水面下1 cm)。若小鼠未能在60 s内找到平台,则引导其到达平台并停留15 s。使用EthoVision XT软件(v11.5,Noldus)记录小鼠到达平台的潜伏期,并计算每日平均潜伏期。第5天进行空间探索试验,移除平台,让小鼠在水池中自由探索60 s。采集并分析象限停留时间百分比(%)、穿越平台原位置次数等参数。

统计分析

使用SPSS软件(v27.0),采用双侧Student’s t检验以及单因素方差分析(ANOVA)并结合事后检验进行数据分析。所有数据均以均值±标准差(SD)表示。P值<0.05被认为具有统计学意义。

结果

hnRNPAB通过外显子10下游元件抑制MAPT外显子10的剪接

为阐明hnRNPAB的剪接调控功能及其潜在分子机制,我们采用此前已验证的MAPT微基因报告系统,并在HeLa细胞中将T7标签标记的hnRNPAB与该微基因共表达(35)。荧光半定量RT-PCR分析(36)显示,与空载体对照(Vctr)相比,hnRNPAB过表达使MAPT外显子10的包含率从35%显著降至3%(图1A–B)。使用抗T7抗体进行蛋白质印迹分析,证实了T7-hnRNPAB的表达(图1C)。siRNA介导的hnRNPAB敲低显著提高了MAPT外显子10的包含率(图1D–F)。综上,这些数据表明

hnRNPAB是MAPT外显子10剪接的强效抑制因子。

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图1.

hnRNPAB通过外显子元件抑制MAPT外显子10剪接。

(A–C)

T7标签hnRNPAB过表达对HeLa细胞中MAPT微基因剪接的影响及其定量分析。通过蛋白质印迹验证T7标签hnRNPAB的表达(n = 3)。

(D–F)

siRNA介导的hnRNPAB敲低对HeLa细胞中MAPT微基因剪接的影响及其定量分析(n = 4)。siRNA处理后,通过蛋白质印迹检测蛋白水平。

(G–I)

野生型(WT)MAPT外显子10序列及初始外显子缺失突变体中的缺失区域(虚线)。T7标签hnRNPAB过表达条件下,野生型和突变型MAPT微基因的剪接及定量分析(n = 3)。

(J–L)

在第62–73位范围内进一步缺失的外显子10突变体,以及T7标签hnRNPAB过表达条件下相应的剪接模式及定量分析(n = 3)。

(M–O)

针对外显子10第64–68位构建的替换突变体(突变碱基以下划线标示),以及T7标签hnRNPAB过表达条件下相应的剪接模式及定量分析(n = 3)。与载体对照(Vctr)相比,*P < 0.05,P < 0.01,*P < 0.001。与阴性对照(NC)相比,***P < 0.001。

为精确定位hnRNPAB结合元件,我们在MAPT微基因中构建了一系列覆盖外显子10及其侧翼内含子区域(−50/+50)的缺失突变体(图1G和图S1A),包括10个内含子缺失突变体和9个外显子缺失突变体,并保留外显子末端的二核苷酸,以避免破坏剪接位点。与T7-hnRNPAB或载体对照共转染后,4个内含子缺失突变体和2个外显子缺失突变体的外显子10包含几乎完全消失(<10%),因而无法进行后续分析;hnRNPAB过表达强烈抑制了其余大多数突变体的外显子10包含,但其抑制作用明显减弱于

突变体D63–72中的活性(图1H–I、S1B–C),表明外显子10的+63–72区域包含一个对hnRNPAB介导的剪接沉默至关重要的顺式作用元件。我们进一步通过靶向缺失对该区域进行了精细定位,发现去除5 nt的AAUAU基序(ΔD64–68)会显著削弱hnRNPAB依赖性的抑制作用(图1J–L)。对该基序进行系统性核苷酸替换发现,单点突变(U66C)即足以破坏hnRNPAB介导的剪接抑制作用(图1M–O)。综上,我们的系统性突变研究确定,位于+64–68的AAUAU基序是一个功能性外显子剪接沉默元件(ESS),是hnRNPAB介导的MAPT外显子10包含抑制所必需的。

hnRNPAB与MAPT外显子10 AAUAU元件的特异性结合介导剪接抑制

为验证hnRNPAB介导的剪接抑制与AAUAU基序结合之间的机制联系,我们使用覆盖外显子10第+59至+72位的生物素标记12 nt RNA探针进行了RNA下拉实验,并以T66C突变体作为非靶向对照。LC-MS分析鉴定出4种在野生型(WT)样本中富集的RNA结合蛋白,其肽段-谱图匹配数(PSM)≥15,且WT/突变体的PSM比值>2:hnRNPD、hnRNPDL、hnRNPAB和TIAL1(图2A)。为进一步确认hnRNPAB的特异性,我们检测了另外3种RNA结合蛋白对MAPT微基因剪接的影响。我们发现,hnRNPDL和TIAL1显著抑制MAPT外显子10的包含,而hnRNPD未表现出调控作用(图2B–C)。蛋白质印迹分析显示,与突变体对照相比,hnRNPAB在WT RNA–蛋白质复合物中显著富集,而hnRNPDL和TIAL1均未表现出这种优先结合(图2D)。

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图2。

HnRNPAB

与AAUAU基序结合。

(A)

通过RNA下拉实验鉴定hnRNPAB结合基序。

(B-C)

分析所示表达质粒对MAPT外显子10剪接的调控作用。

(D)

对洗脱蛋白进行Western blot分析,证实hnRNPAB在野生型(WT)RNA样品中特异性富集。

(E)

示意图展示N22融合蛋白靶向MAPT-boxB的过程。

(F)

Western blot分析验证了所有融合蛋白在HeLa细胞中的正常表达。

(G-H)

分析N22融合蛋白对MAPT-boxB微基因的影响(n = 3)。与空载体(Vctr)相比,P < 0.01,*P < 0.001。

为验证hnRNPAB通过结合AAUAU基序发挥剪接抑制作用,我们采用了既往文献所述的boxB-λN蛋白系留系统(36,37)。通过将外显子10中+64至+68位的核苷酸替换为一个19 nt的boxB基序,构建了突变型MAPT微基因(MAPT-boxB)(图2E)。将MAPT-boxB与带有T7标签的N22-hnRNPAB或N22-GFP共转染HeLa细胞,并分析外显子10的剪接情况。通过Western blot确认融合蛋白的表达(图2F)。该替换显著提高了外显子10的包含效率,重现了外显子剪接沉默子(ESS)缺失的效应。尽管N22本身对MAPT-boxB的剪接具有抑制作用,但N22-hnRNPAB表现出更强的抑制作用,使外显子10的包含率从42%(N22对照)降至8%,而T7-N22-GFP未表现出调控活性(图2G-H)。这一结果证实,N22介导的hnRNPAB向boxB基序的系留可特异性重现野生型MAPT微基因的剪接抑制效应,并验证了图1所揭示的机制。

AB332通过其RRM结构域和Gly结构域招募RBMX/RBMXL1,以抑制MAPT外显子10的剪接

hnRNPAB基因由8个外显子组成,编码三种异构体——AB332(该

在图1、图2和图S1中分析的经典异构体)、AB327和AB285——该蛋白包含多个结构域,包括CARG结合因子N端结构域(CBFNT)、两个位于中部的RNA识别基序(RRM)以及一个C端富甘氨酸结构域(Gly)(38)。与AB332相比,AB327的富甘氨酸结构域缺少5个氨基酸。相比之下,AB285的富甘氨酸结构域缺少47个氨基酸,这一缺失由hnRNPAB外显子7跳跃所致(图S2A)。为确定这些结构差异的功能意义,我们构建了各异构体的T7标签表达载体,并在HeLa细胞中评估其对内源性MAPT及MAPT微基因剪接的影响。所有异构体均抑制MAPT微基因中外显子10的包含,但只有AB332能强烈抑制内源性MAPT剪接(图S2B–C)。此外,即使在敲低hnRNPAB所有异构体的情况下,过表达AB332仍保留其抑制活性,且这一能力强于过表达AB285时观察到的抑制能力(图S2D)。

为鉴定AB332特异性结合蛋白,我们随后进行了免疫沉淀(IP)实验(图3A)。AB332样品中有7种蛋白富集,满足肽谱匹配数(PSM)≥50且AB332/AB285的PSM比值>5:RBMX、RBMXL1、RPL4、TUFM、HADHB、EIF2S3和EIF4A1(图3B)。免疫共沉淀(Co-IP)实验表明,仅AB332与RBMX/RBMXL1之间存在特异性相互作用,而AB285未检测到结合活性(图3C和图S3A–B)。为明确AB332与RBMX之间的分子相互作用,我们使用PyMOL 2.5.3进行了蛋白质–蛋白质对接模拟。结果确定了关键氢键,分别连接AB332的Y303、T107和R248残基与RBMX的E3、R49和S73残基。此外,AB332的R109与RBMX的D42之间形成了一个起稳定作用的盐桥(

图3D)。AB332与RBMXL1的类似模拟呈现出高度相似的结合模式(图S3C)。AB332过表达后,RBMX的表达下调(图S3D–E)。过表达T7标签的RBMX或RBMXL1仅轻度抑制MAPT外显子10的包含,而与AB332共表达时,相较于单独表达AB332,剪接未发生进一步改变(图S3F–G)。这些数据表明,AB332是调控MAPT外显子10剪接的主导效应因子,其强烈的抑制作用掩盖了RBMX/RBMXL1的潜在贡献。

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图3.

hnRNPAB的RRM和Gly结构域通过结合RBMX/XL1抑制MAPT外显子10剪接。

(A–B)通过免疫沉淀(IP)实验鉴定与hnRNPAB相互作用的蛋白质。

(C)使用抗RBMX和抗RBMXL1抗体进行免疫共沉淀(Co-IP)实验。

(D)采用分子对接模拟RBMX与AB332之间的结合模式。

(E)hnRNPAB及其缺失突变体的一级结构示意图。

(F)通过Co-IP实验鉴定AB332的关键结构域。

(G–H)在HeLa细胞中分析AB332结构域缺失突变体对MAPT微基因外显子10剪接的影响(n = 3)。与载体对照(Vctr)相比,*P < 0.05,***P < 0.001。

为定位AB332蛋白中与RBMX/XL1结合所必需的相互作用结构域,我们针对不同结构区域构建了一系列FLAG标签的缺失突变体(图3E)。Co-IP结果显示,删除AB332的CBFNT结构域并不影响其与RBMX或RBMXL1的结合。然而,删除RRM或Gly结构域几乎完全消除了这些相互作用(图3F)。与此一致,ΔCBFNT突变体对MAPT外显子10剪接的抑制作用与AB332相当,而ΔRRM和ΔGly突变体则丧失了这一抑制功能(图3G–H)。这些结果表明,RRM和

AB332的Gly结构域介导其与RBMX/RBMXL1的功能性相互作用,从而形成具有活性的剪接抑制复合物。

AB332协调AD相关基因的可变剪接事件网络

为全面表征AB332的调控作用,我们在稳定过表达T7标签AB332的HeLa细胞中进行了全长转录本测序(Iso-seq)。与载体对照(Vctr)相比,484个基因显著下调,另有1438个基因显著上调(图S4A)。我们使用RT-qPCR验证了两个参与AD发病机制的基因NT5E和NR1D1的mRNA水平(图S4B–C)。我们进行了差异转录本使用(DTU)分析,鉴定出涉及614个基因的722个具有统计学显著性的剪接改变事件,其中外显子跳跃(ES)占33.43%,内含子保留(IR)占12.75%,其他类别(包括互斥外显子(MXE)和可变5′/3′剪接位点(A5′SS、A3′SS))占53.82%(图4A)。在这些发生改变的事件中,35.29%表现为外显子包含增加(ΔPSI > 0,P < 0.05),而大多数(64.71%)表现为外显子跳跃增加(ΔPSI < 0,P < 0.05)(图4B–C)。KEGG富集分析显示,这些发生差异性可变剪接的基因参与线粒体自噬、细胞凋亡及其他通路(图S4D)。值得注意的是,AB332调控了多个参与AD发病机制的基因的剪接。这些基因包括:ApoER2,其外显子19包含增加与认知功能改善相关(39);TMPO,与细胞衰老相关(40,41);zDHHC7,突触可塑性的关键调控因子(42);MCL-1,可促进线粒体自噬并减轻Aβ病理改变(43);STAG2,参与脑发育(44);以及AD风险基因PICALM,其缺失会损害小胶质细胞对Aβ的清除,并且

tau(45)。通过RT-PCR,我们验证了hnRNPAB的三种异构体对剪接变化的调控作用,证实AB332特异性地增加了ApoER2外显子19和MCL-1外显子2的包含,并促进了TMPO、zDHHC7、STAG2和PICALM中特定外显子的跳跃。相比之下,AB285异构体对这些事件没有影响(图4D–E)。这一一致的模式证实,AB332异构体特异性地协调调控与AD通路相关的剪接事件。

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图4.

AB332特异性调控多个AD相关基因的可变剪接事件。

(A)

饼图显示过表达AB332的HeLa细胞中可变剪接事件(外显子跳跃、内含子保留、可变5′/3′剪接位点、互斥外显子)的分布。

(B)

所有发生变化的剪接事件(n = 722)、外显子跳跃(n = 241)、内含子保留(n = 92)及其他剪接事件(n = 389)中正ΔPSI(PSI_AB332 OE − PSI_Vctr > 0)和负ΔPSI(PSI_AB332 OE − PSI_Vctr < 0)的分布(P值 < 0.05)。

(C)

所鉴定剪接事件的ΔPSI值(PSI_AB332 OE − PSI_Vctr)分布。数据以中位数和四分位距表示。

(D–E)

RT-PCR检测分析不同hnRNPAB异构体对HeLa细胞中ApoER2、TMPO、zDHHC7、MCL-1、STAG2和PICALM可变剪接事件的调控作用(n = 3或4)。与Vctr相比,*P < 0.05,P < 0.01,*P < 0.001;与AB332相比,#P < 0.05,##P < 0.01,###P < 0.001。

全基因组图谱分析揭示AB332通过结合富含AU的基序调控剪接

为鉴定生理条件下AB332异构体直接结合的RNA基序靶标,我们使用AB332特异性抗体,在HeLa细胞中进行了增强型交联免疫沉淀测序(eCLIP-seq)。我们鉴定出

3022个基因具有AB332结合位点,这些位点主要富集于终止密码子附近的3′非翻译区(3′ UTR)(图5A–B)。峰注释结果显示,约33.78%的AB332结合位点位于编码序列的外显子区域内,且与AB332结合的RNA绝大多数为蛋白质编码转录本(图5C–D)。基序分析表明,AB332对富含AU的序列具有强烈偏好,包括在MAPT中鉴定出的AAUAU基序(图5E和图S5A)。我们进一步将eCLIP-seq靶标与Iso-seq分析中呈现AB332依赖性可变剪接变化的基因取交集,鉴定出165个重叠基因,包括PICALM、TMPO、MCL-1和STAG2(图5F)。对这165个基因进行的GO和KEGG功能富集分析表明,AB332参与细胞凋亡的负调控(图S5B–C)。最后,我们对AB332在PICALM、TMPO、MCL-1和STAG2转录本上的结合富集情况进行了可视化展示(图5G和图S5D),为AB332通过结合这些基因的RNA来调控剪接提供了直接证据。

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图5.

HeLa细胞中AB332直接下游靶标的鉴定。

(A)

HeLa细胞中含有AB332结合位点的下游基因数量。

(B)

展示所有AB332结合峰富集模式的元基因图谱。

(C)

饼图展示通过eCLIP-seq鉴定的AB332结合位点在基因组中的分布比例。

(D)

eCLIP-seq数据集中AB332下游靶基因的分布。

(E)

通过从头基序分析鉴定的HeLa细胞中显著富集程度最高的AB332结合基序。

(F)

HeLa细胞中AB332的Iso-Seq与eCLIP-seq数据之间的重叠基因。

(G)

HeLa细胞中PICALM和STAG2基因的eCLIP-seq测序读段覆盖情况。

筛选鉴定出ASO30是一种高效的剪接调节剂

协同调控 hnRNPAB 和 MAPT

鉴于 AB332 在介导 hnRNPAB 依赖性剪接调控中的核心作用,我们探究了其在阿尔茨海默病(AD)中的治疗潜力。我们首先分析了 GEO 数据库中 AD 患者死后脑组织的转录组数据集(GSE5281),发现与无痴呆对照相比,AD 样本中的 hnRNPAB mRNA 水平显著下调(图 S6A)。我们进一步检测了 12 月龄雌性 3xTg-AD 小鼠海马中 AB332 异构体的表达,发现与同龄野生型同窝小鼠相比,AB332 水平选择性降低(图 S6B)。

靶向 hnRNPAB 基因的反义寡核苷酸(ASO)可通过促进外显子 7 包含并上调 AB332 表达,成为一种具有前景的 AD 治疗策略。为实施这一策略,我们在 HeLa 细胞中系统筛选了一组靶向 hnRNPAB 基因外显子 7 及其两侧内含子序列的 ASO。此次筛选采用了基于既往报道方案改进的三步 ASO 步移法(46,47)。我们设计了 42 条长度为 22 个核苷酸、相互重叠的 ASO,每条均采用 2′-O-甲氧乙基核糖修饰和硫代磷酸酯骨架。这些 ASO 覆盖了一个长 266 个核苷酸(nt)的区域,从内含子 6 的最后 62 nt 延伸至内含子 7 的第 63 nt。以一条无关寡核苷酸(ASO-00)作为阴性对照(图 6A 和图 S7A)。为评估 ASO 的效力,我们以 100 nM 的浓度将各条 ASO 转染至 HeLa 细胞,并通过半定量荧光 RT-PCR 分析 hnRNPAB 外显子 7 的剪接情况。靶向外显子 7 的 ASO 主要诱导外显子跳跃,而靶向内含子 6 和 7 的 ASO 则产生了更复杂的剪接模式(图 6B–C;图 S7B–C)。在这些候选 ASO 中,ASO 29–32、36 和 42 均不同程度地促进了 hnRNPAB 外显子 7 的包含。为确定

为筛选出最有效的候选物,我们在HeLa和SK-N-SH细胞中以50 nM的浓度评估了这6种ASO。在该浓度下,仅ASO30显著增加了hnRNPAB外显子7的包含,并促进了MAPT外显子10的跳跃(图6D)。ASO30还表现出跨物种活性,尽管存在单碱基错配,仍能有效调控小鼠BV2和N2A细胞中hnrnpab外显子7的剪接(图S8A–E)。

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图6. 靶向hnRNPAB内含子6和7并增强hnRNPAB外显子7包含的ASO的系统性筛选。

(A)纳入筛选的ASO示意图。每条水平线代表一种ASO。

(B)在HeLa细胞中检测20种ASO在50和100 nM浓度下的作用,以转染缓冲液和无关ASO(ASO-00)作为阴性对照。

(C)对应于(B)图的hnRNPAB外显子7剪接效率的定量分析。

(D)6种候选ASO(50 nM)对HeLa和SK-N-SH细胞中MAPT和hnRNPAB转录本的剪接调控作用。(n = 3)。与缓冲液组相比,*P < 0.05,**P < 0.01。

ASO30改善3xTg-AD小鼠的认知缺陷和tau病理

为确定ASO30在体内研究中的有效剂量,我们开展了初步剂量–反应实验(0、20、50、100、200 ng),发现100 ng在增加hnrnpab外显子7包含和促进mapt外显子10跳跃方面效果最佳(图S8F–L)。随后,我们通过侧脑室(ICV)注射,向9月龄雌性3xTg小鼠单次给予100 ng ASO30、乱序对照寡核苷酸(ASO-NC)或生理盐水。8周后,采用一系列行为学测试评估这些小鼠的认知功能(图7A)。在旷场试验中,接受ASO30处理的小鼠在中央区域停留的时间更长,表明其焦虑样行为减少。

(图7B-C)。新物体识别测试显示,动物对新物体的偏好得以恢复,表明识别记忆有所改善(图7D-E)。通过莫里斯水迷宫评估的空间学习与记忆能力也得到挽救:ASO30处理组小鼠穿越原平台位置的次数更多,且在目标象限停留的时间更长(图7F-I)。这些行为学改善证实,ASO30介导的hnrnpab靶向可缓解AD模型中的认知缺陷。

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图7. 靶向hnrnpab的ASO可改善3×Tg-AD小鼠的tau病理和认知缺陷。

(A) 3×Tg-AD小鼠单侧脑室内(ICV)注射示意图。

(B-C) 对ICV注射ASO30后的3×Tg-AD小鼠进行旷场(OF)测试,以评估其运动活动和焦虑样行为(n = 7)。

(D-E) 对ICV注射ASO30后的3×Tg-AD小鼠进行新物体识别(NOR)测试,以评估其对新物体的偏好(每组n = 7只小鼠)。

(F-I) 对ICV给予ASO30后的3×Tg-AD小鼠进行莫里斯水迷宫(MWM)测试,以评估其学习与记忆能力(n = 7)。

(J-L) 对ICV注射ASO30后的3×Tg-AD小鼠海马组织进行RT-PCR分析,以检测ASO30对hnrnpab和mapt基因剪接调控的作用(n = 5)。

(M-P) 对接受ICV注射ASO30的3×Tg-AD小鼠海马组织中的ab332、4R tau和磷酸化tau蛋白进行蛋白质印迹分析(n = 5)。与生理盐水组相比,*P < 0.05,P < 0.01,*P < 0.001。

为将认知改善与分子机制联系起来,我们分析了剪接情况和蛋白表达。ASO30处理显著提高了hnrnpab外显子7的包含率及AB332蛋白水平,促进mapt外显子10跳跃,并降低了4R-tau和磷酸化tau水平(图7J-P)。综上,这些发现表明,ASO30通过特异性靶向hnrnpab,

有效改善了认知缺陷和AD的核心tau病理。

讨论

hnRNP家族由经典的剪接调控因子组成,其中多个成员已被证实与AD相关(48,49)。然而,特定hnRNP成员参与AD认知能力下降的确切分子机制仍有待进一步阐明。在本研究中,我们确定hnRNPAB是这一过程中的关键调控因子。我们证明,其AB332亚型可与RBMX/XL1形成具有功能的复合物,通过识别AAUAU基序,特异性抑制MAPT外显子10的包含,并调控一系列与AD相关的剪接事件。相应地,我们发现AD模型小鼠海马中AB332亚型的表达显著降低。针对这一缺陷,我们设计了可促进hnRNPAB外显子7包含并上调AB332表达的反义寡核苷酸(ASO30)。结果显示,ASO30能够有效降低磷酸化tau水平并挽救认知缺陷。这些发现凸显了通过hnRNPAB介导的剪接失调纠正策略治疗AD的潜力。

精准的可变剪接由剪接因子与剪接调控元件(SREs)的组合协同作用共同协调。尽管MAPT外显子10跳跃这一tau蛋白病变中的关键事件已得到广泛研究,且已有超过30种调控蛋白被报道参与其中,但我们的研究进一步揭示了其复杂性的新层面(50)。我们确定AB332是MAPT外显子10包含的强效抑制因子;然而,我们此前的质谱分析已确立其作为SMN2外显子7剪接的强效激活因子的特征性作用(36)。这种由激活因子向抑制因子的功能转换,最有可能归因于位置依赖性效应,即剪接结果取决于】【。

RNA结合蛋白的作用取决于其结合位点相对于受调控外显子的位置(51)。我们的研究结果与这一模型相符,也与TDP-43和NOVA等既往研究案例一致(52,53)。包括使用MAPP等工具开展的计算分析,已对这一机制进行了系统表征,揭示了RBFOX1等RNA结合蛋白如何根据结合位点的环境产生相反作用(54)。因此,AB332体现了剪接调控因子的一项关键功能特性:依赖上下文的双重功能。这一特性使数量有限的蛋白质能够调控种类繁多的剪接结果。

为确立AB332依赖上下文发挥功能这一特性,我们进一步阐明了其抑制疾病相关外显子剪接的分子机制。缺失定位分析确定,位于MAPT外显子10下游64–68个核苷酸处的关键AAUAU基序,是AB332响应性的核心元件。这一发现得到了既往研究的有力支持。Lisowiec等人报告称,该元件有助于形成H4.2,即一种具有外显子剪接沉默活性的抑制性发夹结构;其上游序列可招募包括SRSF6、RBMX和/或SRSF9在内的剪接因子(55)。Wang等人也通过MAPT N296N(T-C)突变,将该位置鉴定为外显子剪接沉默元件(56)。这与我们的发现一致:MAPT外显子10第66位的胸腺嘧啶在该调控元件中发挥关键作用(图1)。我们的数据拓展了对hnRNPAB结合特异性的认识:我们鉴定出的AAUAU核心序列嵌于Fukuda等人在与神经发育相关的mRNA 3′UTR中所鉴定的更广泛共识序列(SCCGMM)之内(33)。这一AAUAU基序也在我们的……中检出。

独立的eCLIP-seq分析进一步证实了其作为有效AB332结合位点的地位。尽管其完整的结合基序谱仍有待进一步研究,但我们的工作明确表明,该AAUAU元件是介导hnRNPAB依赖性MAPT外显子10剪接抑制的功能性基序。

RBMX通过与hnRNPA1竞争性结合调控PKM剪接,这一点已得到充分确立(57)。本研究进一步揭示,RBMX可与AB332组装成功能性复合物,从而抑制MAPT外显子10的包含。我们观察到,AB332过表达会抑制RBMX的表达(图S3),这与负反馈调控环路相一致。值得注意的是,据报道,RBMX在AD中表达升高(58)。我们推测,疾病状态下AB332的下调可能会减弱这种抑制作用,进而导致RBMX的代偿性上调。这种失调的表达模式最终会损害AB332–RBMX复合物的功能完整性,从而促成AD中的异常MAPT剪接。我们证实,AB332与RBMX之间的相互作用关键依赖于AB332的RRM结构域和Gly结构域。这一发现与Pan等人的近期研究结果一致,后者证实hnRNPAB的RRM1结构域对于其与TRIM25的相互作用至关重要(30)。该结果也与Wang等人的研究相符,后者确定hnRNPAB的Gly结构域是介导其抑制甲型流感病毒复制的关键区域(38)。

我们的Iso-seq分析鉴定出AB332的一种特异性调控作用,即调节AD相关基因的表达;而AB285亚型并不具有这一活性。我们重点研究了两个靶基因:NR1D1和NT5E。在HeLa细胞中过表达AB332可提高NR1D1的水平。该基因编码REV-ERBα,这是一种具有复杂……

AD中与自噬和tau清除等过程相关的情境依赖性作用(59–62)。AB332对NR1D1的影响提示其可能参与这些通路,但其在不同细胞类型和疾病阶段中的具体作用仍需进一步研究。同样,AB332上调了NT5E;已知该基因表达降低会加剧AD病理(63)。我们的数据与既有病理机制相一致,进一步增强了AB332与AD相关性的可信度。此外,AB332还调节了多个AD相关基因的可变剪接,包括ApoER2、zDHHC7、MCL-1和STAG2。在这些靶标中,MCL-1已知可调控两条有助于缓解AD相关认知障碍的通路——线粒体自噬和细胞凋亡。其可变剪接可生成抗凋亡的MCL-1L以及较短的促凋亡异构体,同时MCL-1还可作为线粒体自噬受体(64–68)。本研究表明,AB332可能直接结合MCL-1 mRNA,并促进其剪接偏向具有保护作用的MCL-1L异构体(图4和图5),由此可能抑制细胞凋亡并增强线粒体自噬。我们的Iso-seq结果也支持这一观点:受AB332影响而发生剪接变化的基因富集于自噬和线粒体自噬通路(图S4)。这些结果提示,AB332可作为一种关键的剪接调节因子,与已有的神经保护机制相联系;不过,这种调控串扰的确切分子基础仍有待阐明。

既往临床治疗的成功案例表明,ASO疗法在神经系统疾病治疗中具有广阔前景。Nusinersen是一种经2′-MOE/PS修饰的ASO,可纠正SMN2剪接,目前已获批用于治疗脊髓性肌萎缩症(47,69)。类似地,ASO MAPTRx可降低AD患者的总tau水平,】【。

患者(70)。然而,非选择性地降低tau蛋白水平可能会破坏其在神经元结构和功能中的重要生理作用(71,72)。一种更为安全的策略是选择性降低病理性tau蛋白,同时保留其正常功能。在本研究中,靶向hnRNPAB的ASO正是通过调控多个AD相关基因的可变剪接而实现了这一策略,其中包括促进MAPT外显子10跳跃、降低4R-tau和磷酸化tau蛋白水平,并最终改善认知功能。因此,该策略可能广泛适用于其他tau蛋白病,包括额颞叶痴呆。

总之,我们鉴定出一种靶向hnRNPAB可变剪接的候选ASO,将其作为AD及相关tau蛋白病的潜在治疗策略。本研究的主要局限在于,我们未在3xTg小鼠中评估ASO作用的持续时间,也未对候选ASO进行进一步优化,因为本研究的重点是将hnRNPAB确定为AD的新型治疗靶点。未来,可通过将ASO与靶向递送策略相结合,进一步优化这一方法,例如采用低强度聚焦超声。该联合策略有望通过提高ASO在脑内的生物利用度来增强药物疗效,同时提高患者的依从性和安全性。

作者贡献

Tao Jiang:研究设计、实验实施、数据分析、论文撰写。Xingjun Xu:实验实施、数据分析。Yaqiong Yu:实验实施。Caixin Zhu:数据分析。Chao Ma:数据分析。Yu Tang:数据分析。Lingxia Min:数据分析。Mingliang Tan:数据分析。Jialin Bai:论文撰写。Zhou Feng:研究设计、论文撰写。Jingming Hou:研究设计、论文撰写。

补充数据

补充数据可在线获取于NAR。

利益冲突

T. Jiang、X. Xu、Y. Tang、Z. Feng 和 J. Hou 是一项与利用 ASO 技术治疗 AD 相关的中国专利申请的发明人:“靶向 hnRNPAB 的 ASO 药物及其在阿尔茨海默病药物制备中的应用”(CN 120514722 B)。其他作者声明不存在利益冲突。

经费支持

本研究ได้รับ重庆市自然科学基金面上项目资助[项目编号:CSTB2025NSCQ-GPX0630,资助 T.J.];重庆市中青年医学高端人才项目资助[项目编号:YXGD202460,资助 J.H.];以及重庆市医学青年优秀人才项目资助[项目编号:YXQN202417,资助 Z.F.]。

数据可用性

与本研究相关的全部数据均已包含于本文或补充材料中。测序数据已存储于 SRA:Iso-seq 数据登录号为 PRJNA1423612;eCLIP-seq 数据登录号为 PRJNA1423657。

致谢

作者声明,本研究无其他致谢事项。

基金资助信息

重庆市自然科学基金面上项目

重庆市中青年医学高端人才项目

重庆市公共卫生医疗中心,

https://ror.org/04dcmpg83

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靶向 HnRNPAB 的反义寡核苷酸通过调控阿尔茨海默病相关的可变剪接改善 tau 病理和认知缺陷

Tao

Jiang

,

Xingjun

Xu

,

Yaqiong

Yu

,

Caixin

Zhu

,

Chao

Ma

,

Yu

Tang

,

Lingxia

Min

,

Mingliang

Tan

,

Jialin

Bai

,

Zhou

Feng

,

Jingming

Hou

bioRxiv

2026.07.02.736008;

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.07.02.736008

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靶向 HnRNPAB 的反义寡核苷酸通过调控阿尔茨海默病相关的可变剪接改善 tau 病理和认知缺陷

Tao

Jiang

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Xingjun

Xu

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Yaqiong

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Ma

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Yu

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(24794)

遗传学

(15819)

基因组学

(22919)

免疫学

(18150)

微生物学

(41219)

分子生物学

(17468)

神经科学

(90554)

古生物学

(679)

病理学

(2898)

药理学与毒理学

(4933)

生理学

(7855)

植物生物学

(15429)

科学传播与教育

(2063)

合成生物学

(4402)

系统生物学

(9970)

动物学

(2311)

关键词:阿尔茨海默病 · 选择性剪接 · 反义寡核苷酸 · hnRNPAB · Tau蛋白病理 · 认知缺陷

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.02.736008v1?rss=1