RNA结合蛋白RBPMS在人类胚胎干细胞衍生的血管平滑肌细胞中促进收缩表型剪接
RNA结合蛋白RBPMS在血管平滑肌细胞中的关键作用
学术背景
血管平滑肌细胞（Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs）是构成大动脉的主要结构成分。在健康的血管中，VSMCs具有成熟的收缩表型，负责调节血管张力和血液流动。然而，VSMCs具有表型可塑性，在血管壁损伤或心血管疾病（如动脉粥样硬化、高血压等）中，它们会去分化为更具增殖性和合成性的间充质状态。这种表型转换伴随着细胞转录组的重大变化，包括收缩标志物的丢失。尽管目前对VSMCs表型的分子网络定义主要集中在转录水平的标志物表达上，但转录后调控（如RNA剪接）在VSMCs表型中的作用仍未被充分探索。
RNA结合蛋白（RNA-binding proteins, RBPs）在RNA剪接等转录后调控过程中发挥重要作用。RBPMS（RNA Binding Protein with Multiple Splicing）是一种RNA结合蛋白，先前的研究表明它在大鼠VSMCs中驱动分化相关的剪接事件，但其在人类VSMCs中的作用尚不清楚。本研究旨在探讨RBPMS在人类胚胎干细胞来源的VSMCs（hESC-VSMCs）中的剪接调控作用，并揭示其对VSMCs表型的影响。
论文来源
本论文由来自剑桥大学生物化学系的Aishwarya G. Jacob、Ilias Moutsopoulos、Alex Petchey、Rafael Kollyfas、Vincent R. Knight-Schrijver、Irina Mohorianu、Sanjay Sinha和Christopher W.J. Smith共同撰写。研究于2024年发表在《Cardiovascular Research》期刊上，文章标题为“RNA binding protein with multiple splicing (RBPMS) promotes contractile phenotype splicing in human embryonic stem cell–derived vascular smooth muscle cells”。
研究流程与结果
1. hESC-VSMCs模型的建立与RBPMS表达分析
研究首先使用人类胚胎干细胞（hESC）分化出VSMCs。通过神经嵴（neural crest, NC）或侧板中胚层（lateral plate mesoderm, LM）两种途径分化出VSMCs，并发现这些细胞表现出部分分化的剪接模式，而RBPMS蛋白水平较低。研究人员推测RBPMS可能与成熟VSMCs相关，而在hESC-VSMCs中表达较低。
2. RBPMS过表达对剪接模式的影响
为了研究RBPMS在人类VSMCs中的作用，研究人员构建了可诱导的RBPMS过表达平台。通过将RBPMS与GFP融合的构建体插入hESC基因组中，研究人员成功实现了RBPMS的过表达。通过流式细胞术分选高表达和低表达RBPMS的细胞，并进行RNA测序分析，发现RBPMS过表达诱导了与成熟组织VSMCs相似的剪接模式。例如，RBPMS显著增加了actin、vinculin等基因的剪接事件，这些事件在成熟VSMCs中常见。
3. RBPMS与RBFox2的功能协同作用
研究人员进一步发现，RBPMS与另一种剪接因子RBFox2在调控剪接事件中具有协同作用。通过敲低RBFox2，研究人员发现RBPMS驱动的剪接事件部分依赖于RBFox2。RNA测序数据显示，RBPMS和RBFox2共同调控了多个与细胞骨架和收缩功能相关的基因剪接事件。
4. RBPMS对VSMCs表型的影响
研究人员还发现，RBPMS过表达显著降低了hESC-VSMCs的运动性和增殖能力，这与成熟VSMCs的表型一致。通过活细胞成像和EdU标记实验，研究人员证实RBPMS过表达抑制了VSMCs的增殖，并减少了细胞进入S期的比例。
结论与意义
本研究表明，RBPMS在人类VSMCs中通过调控RNA剪接事件，驱动了成熟收缩表型的形成。RBPMS不仅直接结合RNA调控剪接，还与RBFox2协同作用，共同调控多个与细胞骨架和收缩功能相关的基因。此外，RBPMS过表达显著降低了VSMCs的运动性和增殖能力，进一步支持其在维持成熟VSMCs表型中的关键作用。
这项研究揭示了RBPMS在VSMCs表型调控中的新机制，为理解心血管疾病的发病机制提供了新的视角。RBPMS驱动的剪接调控网络可能成为未来治疗心血管疾病的潜在靶点。
研究亮点
- 首次在人类VSMCs中揭示RBPMS的剪接调控作用：本研究首次在人类VSMCs中系统地研究了RBPMS的功能，填补了该领域的研究空白。
- RBPMS与RBFox2的协同作用：研究发现RBPMS与RBFox2在调控剪接事件中具有协同作用，揭示了剪接调控网络的复杂性。
- RBPMS对VSMCs表型的显著影响：RBPMS过表达显著降低了VSMCs的运动性和增殖能力，为理解VSMCs表型转换提供了新的实验依据。
其他有价值的信息
本研究中使用的hESC-VSMCs模型为研究人类VSMCs的分化和功能提供了有力的工具。此外，研究人员开发的RBPMS过表达平台为未来研究RNA结合蛋白在VSMCs中的作用提供了新的技术手段。
本研究不仅深化了对VSMCs表型调控机制的理解，还为心血管疾病的治疗提供了新的研究方向。