NC | Ribo-seq应用：RBM20异构体转录调控介导发育与疾病中的可变剪接

可变剪接是真核生物基因调控的关键机制，它允许单个基因产生多种mRNA亚型，从而使蛋白质功能多样化。这一过程在多种生物学过程中发挥着核心作用，其失调与癌症、神经退行性疾病和心血管疾病等多种疾病有关。

在心脏中，可变剪接与心脏发育、生理性重塑和心脏病的功能适应直接相关。富含于心脏的RNA结合蛋白RBM20是调控肌节蛋白titin和钙调控因子Camk2d等关键心脏基因可变剪接的核心因子。

RBM20基因的致病性突变与侵袭性家族性扩张型心肌病和心源性猝死密切相关。尽管RBM20的剪接活性受磷酸化调控，但其转录调控的复杂性以及是否存在功能上不同的亚型仍不清楚。

2026年5月23日，德国马克斯·德尔布吕克分子医学中心Michael Gotthardt团队在Nature Communications上发表了题为“RBM20 isoform regulation by independent transcription start sites adapts alternative splicing in development and disease”的论文。该研究揭示了心脏剪接调节因子RBM20存在一个此前未被识别的独立转录起始位点，由此产生一种缺乏外显子1但保留剪接功能的缩短型亚型。

文章索引

【标题】RBM20 isoform regulation by independent transcription start sites adapts alternative splicing in development and disease

【发表期刊】Nature Communications

【发表日期】2026年5月23日

【作者及团队】德国马克斯·德尔布吕克分子医学中心Michael Gotthardt团队

【IF】15.7

研究结果

一、构建并验证表达RBM20短亚型的报告小鼠模型

通过构建在RBM20外显子1插入lacZ报告基因的敲入小鼠，研究意外发现纯合子小鼠仍能表达一种较短的、定位在细胞核的RBM20蛋白。

利用5' RACE技术，研究人员鉴定出一个位于内含子1中的新转录起始位点（命名为外显子1B），该亚型保留了部分对下游靶基因（如titin）的剪接活性。

二、鉴定出由多个可变转录起始位点产生的RBM20亚型

结合mRNA测序和Ribo-seq核糖体印迹分析，研究证实了在小鼠、大鼠和人中均存在一个保守的、由外显子1B驱动的RBM20转录本。

作者发现，主要的翻译起始发生在经典外显子2的ATG密码子上，这意味着外显子1B驱动的转录本能翻译出一个N端截短但仍具功能的蛋白质。

三、RBM20短亚型部分补偿了经典亚型的缺失

通过比较RBM20-lacZ小鼠与完全缺失RBM20功能的RRM-KO小鼠，研究发现lacZ小鼠的心脏表型和Titin等基因的剪接缺陷相对更温和。

这表明由外显子1B产生的短亚型能够部分补偿经典亚型的功能缺失，证明了其体内功能性及RBM20的剂量依赖效应。

四、RBM20亚型比例在围产期受到严格调控

对小鼠和大鼠心脏发育过程的转录组数据分析显示，RBM20总表达量在出生前后达到峰值。

特别是在小鼠出生时，经典亚型与新发现的B亚型之间的比例受到严格限制，表明这一精确的亚型平衡对于心脏从胎儿期到成年期的转换至关重要。

五、RBM20亚型在不同类型的心肌病中表现出疾病特异性的调控模式

在自发性高血压大鼠（SHR，肥厚模型）和人类肥厚型心肌病（HCM）患者中，RBM20的表达上调主要由选择性增强的短亚型驱动。

相反，在扩张型心肌病（DCM）患者中，两种亚型均上调，但经典亚型增加更显著。

六、疾病特异的转录因子和启动子变异共同调控RBM20亚型表达

生物信息学分析揭示，在HCM和DCM患者中，差异表达的转录因子可能分别靶向RBM20的经典启动子和备用启动子。

此外，DCM患者中经典启动子区域的单核苷酸多态性（SNP）数量与经典亚型的表达水平呈正相关，表明顺式和反式调控元件共同塑造了疾病中的RBM20亚型表达谱。

总结

该研究揭示了RBM20存在一个通过独立转录起始位点产生的、N端截短但功能性的新亚型，从而构成了其表达调控的第二条轴线。这两种亚型的比例在心脏发育和不同类型的心肌病中受到动态和特异性的调控，为理解心脏生理与病理重塑的分子机制提供了新视角，并为开发更精准的RBM20靶向疗法开辟了新方向。