PNAS | 徐志刚团队发现Rbm24基因可变剪接调控静纤毛发育及听觉转导|pnas|徐志刚|显子|细胞|蛋白|静纤毛

毛细胞作为听觉感受器细胞，负责将负载声音信息的机械能信号转换为电信号，即机械-电转换（mechano-electrical transduction，MET）。毛细胞上表面有多根以微丝为骨架的细胞突起称为静纤毛（stereocilia），排列成高度不同的阶梯状模式，MET离子通道就位于较低排静纤毛顶部。当静纤毛在声音的作用下向较高排方向偏转时，MET通道通透性增加，阳离子内流，毛细胞去极化产生感受器电位，完成机械能信号向电信号的转换。静纤毛发育及维持受到严格调控，其形态、结构的异常是听力损失亦即耳聋的重要原因。

RNA结合蛋白在转录后水平调控基因表达，影响靶RNA的可变剪接、稳定性、定位及翻译效率等。山东大学生命科学学院徐志刚团队在前期工作中发现RNA结合蛋白RBM 24 调控 Cdh 23 等靶RNA的可变剪接或稳定性，从而影响了静纤毛发育和听觉转导（ Wang et al, 2023 J Cell Physiol ；Li e t al, 2024 PNAS ）。

近日，徐志刚团队在PNAS发表了题为 Alternative splicing of the Rbm24 gene is essential for cochlear hair cell stereocilia integrity and hearing function in mice 的研究论文，报道了 Rbm24 基因自身的可变剪接产生长、短两个蛋白亚型，影响不同靶RNA的可变剪接或稳定性，在静纤毛发育和听觉转导过程中发挥了至关重要的作用。

研究团队发现 Rbm 24 基因4号外显子受到可变剪接的调控。该外显子中的终止密码子会导致蛋白翻译提前终止，因此包含4号外显子的剪接本产生一个较短的RBM 24 蛋白亚型。RBM24蛋白长亚型含有一个RNA结合域（RRM）和一个丙氨酸富集域（ARD），而RBM24蛋白短亚型只包含一个RNA结合域。进一步研究显示RBM 24 长亚型可促进 Rbm24 基因4号外显子的可变剪接，减少长亚型自身的表达，表明RBM 24 的水平受到非常精细的调控。

为了探讨 Rbm 24 基因可变剪接的生理意义，研究团队构建了敲除 Rbm 24 基因4号外显子的基因敲除小鼠。敲除小鼠表现出先天性耳聋，且耳聋程度随年龄增加而逐渐加重。扫描电镜结果显示敲除小鼠静纤毛发育异常，随后出现静纤毛的整体丢失及毛细胞的大量死亡。与此相应，转录组测序显示多个编码重要静纤毛蛋白的RNA可变剪接或表达水平在敲除小鼠耳蜗中显著改变。进一步的研究表明RBM 24 长亚型和短亚型尽管含有相同的RNA结合域，但可以结合不同的靶RNA并调控其可变剪接或稳定性。

在 Rbm24 基因4号外显子敲除小鼠中，伴随着编码RBM24短亚型的mRNA的减少，RBM24长亚型的表达水平相应增加。因此，研究团队接下来利用一个基因敲入小鼠模型检测了在小鼠毛细胞中过表达RBM 24 长亚型对静纤毛发育和听觉转导的影响。研究结果表明过表达RBM 24 长亚型显著影响静纤毛发育，导致严重的先天性耳聋。转录组测序显示多个编码重要静纤毛蛋白的RNA可变剪接或表达水平在敲入小鼠耳蜗中显著改变。值得注意的是，转录组测序显示耳聋基因 Strc 是RBM 24 长亚型蛋白的一个新的靶RNA。 Strc 编码的蛋白定位于外毛细胞静纤毛顶部，对维持静纤毛稳定性非常重要。在RBM 24 长亚型过表达小鼠中， Strc 的可变剪接和稳定性改变，定位于静纤毛顶部的STRC蛋白显著减少，最终导致静纤毛形态发生异常。

综上，本文表明Rbm24基因的自调控可变剪接在静纤毛发育及听觉转导中发挥重要的作用，并揭示了其背后的调控机制。这一工作拓宽了我们对RNA结合蛋白调控听觉转导的认识，为我们进一步理解相关耳聋发生机制提供了重要信息。

https://doi.org/10.1073/pnas.2531564123

制版人：十一

参考文献

1. Wang Y, et al. RBM24 is required for mouse hair cell development through regulating pre-mRNA alternative splicing and mRNA stability.J Cell Physiol.2023 May; 238(5):1095-1110.

2. Li N, et al. Disruption of Cdh23 exon 68 splicing leads to progressive hearing loss in mice by affecting tip-link stability.Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Mar 5;121(10):e2309656121.

3. Sun C, et al. Alternative splicing of the Rbm24 gene is essential for cochlear hair cell stereocilia integrity and hearing function in mice.Proc Natl Acad Sci U S A. 2026 Apr 21;123(16):e2531564123.

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