剪接多样性增强垂体神经内分泌肿瘤的分子分类

Splicing diversity enhances the molecular classification of pituitary neuroendocrine tumors.

作者信息Yue Huang, Jing Guo, Xueshuai Han, Yang Zhao, Xuejing Li, Peiqi Xing, Yulou Liu, Yingxuan Sun, Song Wu, Xuan Lv, Lei Zhou, Yazhuo Zhang, Chuzhong Li, Weiyan Xie, Zhaoqi Liu
PMID39934142
发布时间2025-02-11
DOI10.1038/s41467-025-56821-x

实验完整度

高

包含bulk RNA-seq(264例)、单细胞RNA-seq(195720细胞)、独立队列验证(180例)及体外功能实验(敲低/过表达)。

主要模型

264例PitNET患者肿瘤样本及4例正常垂体组织(bulk RNA-seq) 14例PitNET患者及2例正常垂体的全长单细胞RNA-seq(195720个细胞) 180例PitNET患者独立bulk RNA-seq验证队列 原代PitNET肿瘤细胞及GH3大鼠垂体细胞系

重点核对

bulk RNA-seq发现队列:264例PitNET和4例正常样本,涵盖所有临床病理亚型 单细胞RNA-seq队列:14例PitNET和2例正常样本,195720个细胞 独立验证队列:180例PitNET患者的bulk RNA-seq数据 差异剪接分析阈值:Wilcoxon秩和检验P<0.001且|log2FC|>1 功能验证:在原代PitNET细胞中进行siRNA敲低和过表达实验

摘要

垂体神经内分泌肿瘤(PitNETs)是最常见的颅内肿瘤之一,临床表现多样。当前的病理分类系统主要依赖组织学激素染色和转录因子(TFs)表达。虽然这能有效识别三大谱系,但基于激素和TFs的分子特征缺乏足够的分辨率来完全捕捉复杂的肿瘤异质性。选择性剪接(AS)带来的转录多样性为解决这一挑战提供了额外见解。在此,我们进行bulk和全长单细胞RNA测序,全面研究所有PitNET谱系中的AS失调。我们揭示了普遍存在的剪接失调,能更好地描绘肿瘤异质性。此外,我们在单细胞分辨率下描绘了基本的剪接异质性,证实了bulk发现并细化了不同肿瘤细胞类型间的剪接失调。值得注意的是,我们有效区分了沉默性促肾上腺皮质激素细胞亚型,并定义了一个独特的TPIT谱系亚型,该亚型与较差的临床结局和由ESRP1表达改变驱动的剪接异常增加相关。总之,我们的结果表征了PitNETs中亚型特异性的AS景观,增进了对PitNETs亚型分类的理解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
选择性剪接失调能否比基于激素和转录因子的表达特征更好地揭示PitNETs的肿瘤异质性并实现更精确的分子分型?
核心机制
PitNETs各谱系存在广泛的剪接失调,RNA结合蛋白(如ESRP1)调控亚型特异性剪接事件;在TPIT谱系中,ESRP1表达改变驱动剪接异常,与沉默性ACTH亚型的侵袭性和不良预后相关。
主要证据
对264例PitNET和4例正常样本的bulk RNA-seq及195720个细胞的单细胞RNA-seq分析,结合180例独立队列验证,并通过原代细胞敲低/过表达实验验证剪接事件的功能及ESRP1的调控作用。
研究意义
剪接特征可增强PitNETs的分子分类,尤其有助于区分沉默性ACTH亚型并识别预后更差的亚组,为分子诊断和预后预测提供了新方向。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建PitNETs剪接图谱

获取PitNETs全局的选择性剪接景观,评估剪接事件的类型和数量。

对264例PitNET和4例正常样本进行bulk RNA-seq,使用rMATS检测选择性剪接事件,并分析事件类型分布及基因表达关系。

2

鉴定亚型特异性差异剪接事件

验证剪接特征是否能比基因表达更好地区分PitNET亚型。

对每个亚型与所有其他亚型进行差异剪接分析,使用Wilcoxon秩和检验,定义显著差异剪接事件,并在独立队列中验证。

3

单细胞分辨率验证剪接景观

在单细胞水平确认亚型特异性剪接事件,并解析肿瘤细胞克隆间的剪接异质性。

对14例PitNET和2例正常样本进行全长单细胞RNA-seq,构建伪bulk样本进行剪接分析,并在单个细胞中量化PSI值。

4

功能验证关键剪接事件

验证亚型特异性剪接事件(如NCAM1、ARFGAP1、APP)对肿瘤细胞功能的影响。

在原代PitNET细胞中敲低异常剪接事件或过表达特定转录本,检测激素分泌、EMT等表型变化。

5

鉴定剪接调控因子ESRP1

探索TPIT谱系亚型特异性剪接事件的调控机制,验证ESRP1对剪接的调控作用。

通过RBP表达相关分析、motif富集分析及ESRP1敲低/过表达实验,验证ESRP1对TPIT谱系剪接事件的调控。

6

临床相关性分析

评估TPIT谱系剪接特征与患者临床预后(PFS、侵袭性等)的关联。

收集患者临床数据,利用Kaplan-Meier生存分析和Cox回归分析ESRP1表达及剪接事件PSI值与预后的关系。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
bulk RNA-seq发现队列
样本数量(264例PitNET和4例正常)、亚型分布(如GH n=47, ACTH n=58等)、纳入标准
阅读提示:Methods 'Study subjects' 及 Supplementary Data 1
单细胞RNA-seq队列
样本数量(14例PitNET和2例正常)、细胞总数(195720)、样本处理及测序平台
阅读提示:Methods 'Full-length single-cell preparations and RNA-seq' 及 Supplementary Data 7
差异剪接分析
统计方法(Wilcoxon秩和检验)、显著性阈值(P<0.001, |log2FC|>1)、事件过滤标准(在≥70%患者中检测到)
阅读提示:Methods 'Alternative splicing analysis of bulk RNA-seq data'
功能验证实验
原代细胞来源及培养条件、转染试剂(Lipo 3000)及用量、敲低/过表达效率验证、检测时间点(48-72小时)
阅读提示:Methods 'Cell line and culture of primary PitNET tumor cells' 及 'Transfection and RNA interference'
ESRP1调控验证
ESRP1 siRNA序列、过表达质粒构建、qRT-PCR引物、敲低/过表达效率
阅读提示:Methods 'Transfection and RNA interference' 及 Supplementary Data 14
生存分析
患者随访时间、PFS定义、分组截断值(中位数)、统计方法(Kaplan-Meier和Cox回归)
阅读提示:Methods 'Progression-free survival analysis' 及 Supplementary Data 11