基礎(chǔ)概念

RNA可變剪接（alternative splicing）是真核細(xì)胞調(diào)控蛋白表達(dá)的一個重要機(jī)制瘫寝，指轉(zhuǎn)錄形成的前體mRNA通過去除內(nèi)含子艰亮、保留外顯子形成成熟mRNA的過程盈匾，這個過程使得同一基因能夠編碼產(chǎn)生多種轉(zhuǎn)錄本。

類型

可變剪接的形式復(fù)雜多樣哮缺，根據(jù)不同的計算方法苟穆，主要有以下幾類：

ES（Exon skipping，外顯子跳躍）指一個外顯子從初始轉(zhuǎn)錄物上被剪切掉稿黄。如圖A所示喊衫，基因發(fā)生可變剪接形成兩種不同的轉(zhuǎn)錄本， 第1種轉(zhuǎn)錄本比第2種轉(zhuǎn)錄組本多一個外顯子杆怕，我們將這種外顯子稱為inclusive exon族购，inclusive exon兩側(cè)的兩個外顯子稱為constitutive exon壳贪。

A3SS（alternative 3′ splice site，可變的3’端）：基因發(fā)生可變剪接形成兩種不同的轉(zhuǎn)錄本寝杖，它們的3'端剪接位點一致但5'端剪接位點不同违施， 第二種轉(zhuǎn)錄本的5'端外顯子有所延長。

A5SS（alternative 5′ splice site瑟幕，可變的3’端）：基因發(fā)生可變剪接形成兩種不同的轉(zhuǎn)錄本磕蒲，它們的5'端剪接位點一致但3'端剪接位點不同， 第二種轉(zhuǎn)錄本的3'端外顯子有所延長只盹。

RI（Retained intron辣往，內(nèi)含子保留）：基因發(fā)生可變剪接形成兩種不同的轉(zhuǎn)錄本， 第2種轉(zhuǎn)錄本由retained Intron與兩側(cè)的外顯子一起形成新的外顯子殖卑。

ME（Mutually exclusive exons站削，互斥外顯子）：基因發(fā)生可變剪接形成兩種不同的轉(zhuǎn)錄本，兩轉(zhuǎn)錄本之間相同的外顯子稱為constitutive exon孵稽， 不同的外顯子稱為inclusive exon钻哩，兩個inclusive exon不能同時存在與同一轉(zhuǎn)錄本中， 只能分別存在于不同轉(zhuǎn)錄本中肛冶。 這樣的可變剪接事件稱為Mutually Exclusive Exon街氢。

AP（Alternate promoter，可變啟動子）：基因的兩個轉(zhuǎn)錄本的區(qū)別在于第一個外顯子不同睦袖，這樣的可變剪接事件稱為Alternative First Exon珊肃。

AT（Alternate terminator，可變終止子）：基因的兩個轉(zhuǎn)錄本的不同之處于最后一個外顯子不同馅笙，這樣的可變剪接事件稱為Alternative last exon伦乔。

生物學(xué)意義

可變剪切是維持蛋白質(zhì)多樣性的主要機(jī)制。在不同組織或者發(fā)育的不同階段董习，可變剪切不是一成不變的烈和，在特定的組織或者條件下，會產(chǎn)生特定的剪切異構(gòu)體（isoform）皿淋，這說明不同異構(gòu)體具有特定的時間與空間作用招刹，從而將可變剪切與正常的生命活動和疾病相關(guān)聯(lián)。有大量的研究發(fā)現(xiàn)窝趣，可變剪切的變化與癌癥等多種疾病相關(guān)疯暑，所以研究可變剪切在不同組織中的作用是非常有意義的。

識別可變剪切

基本原理：根據(jù)基因的某個轉(zhuǎn)錄本與其組成型轉(zhuǎn)錄本（可以理解為最長轉(zhuǎn)錄本）之間的比較哑舒，可對不同的基因的不同轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)本進(jìn)行分類妇拯。

Spliceseq是MDAnderson cancer center開發(fā)的，基于java探究高通量RNA-seq數(shù)據(jù)可變性剪切模式的軟件洗鸵。SplAdder是基于python或matlab軟件越锈。

• SplAdder軟件得到5種可變剪切類型：外顯子跳躍（exonskip）仗嗦；內(nèi)含子保留（intron retention）；可變3’剪切位點（alternative 3’ site）甘凭；可變5’剪切位點（alternative 5’ site）稀拐；互斥外顯子（mutual exclusive exons）。

• Spliceseq軟件得到7種可變剪切類型：在5分類的基礎(chǔ)上還包括可變供體位點和可變受體位點对蒲。

可變剪切拼接圖譜

很多方法識別可變剪切均是基于剪切圖譜（splice graph）。剪切圖譜的構(gòu)建贡翘，可參考以下模式圖：轉(zhuǎn)錄本1-4分別是基因x的4個不同的轉(zhuǎn)錄版本蹈矮，將他們進(jìn)行取并集的形式，構(gòu)建囊括所有轉(zhuǎn)錄本結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一體鸣驱，即針對gene x創(chuàng)建了單個基因的剪切圖譜泛鸟。

PSI

PSI（percent spliced in)指剪切百分比，它是可以量化可變剪切的指標(biāo)踊东，可以實現(xiàn)某個外顯子是否納入轉(zhuǎn)錄本定量北滥，從而用于單個樣本或組間多個樣本的比較。其計算公式可總結(jié)成如下：

研究應(yīng)用

腫瘤標(biāo)志物：人類高達(dá)95%以上的基因能夠進(jìn)行變剪接闸翅，再芋，可變剪接有可能作為腫瘤學(xué)中新的生物標(biāo)志物。
藥物靶點：為藥物的開發(fā)提供大量新靶點坚冀，這對于改善癌癥患者預(yù)后和減少癌癥異質(zhì)性來說是必要的济赎。
腫瘤耐藥：可變剪接在腫瘤耐藥性方面也有重要的研究意義，例如大部分針對BRAF突變的靶向藥物出現(xiàn)抗藥反應(yīng)的病人记某，都會表達(dá)一個缺少4號到8號外顯子（這段序列恰恰包含RAS的結(jié)合區(qū)）的BRAF剪接異構(gòu)體司训。
轉(zhuǎn)錄本降解：可變剪接還可以通過NBD機(jī)制（nonsense－mediated degradation）介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄本的降解，這種機(jī)制通常與發(fā)生在剪接位點上的體細(xì)胞突變導(dǎo)致腫瘤抑制基因發(fā)生了內(nèi)含子保留有關(guān)液南。

參考文章
『珍藏版』Nat Rev Immunology | mRNA 可變剪接開啟腫瘤免疫治療新篇章
腫瘤中的可變剪接事件 - 知乎 (zhihu.com)
生物信息學(xué)中的可變剪切壳猜，這些內(nèi)容你了解嗎？
可變剪接
使用SGSeq探索可變剪切 | 生信菜鳥團(tuán)