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以下是对文献《SPLiCR-seq: A CRISPR-Based Screening Platform for RNA Splicing Identifies Novel Regulators of IRE1-XBP1 Signaling Under ER Stress》(2025, bioRxiv)的阅读笔记总结,按你的要求分为四部分:
1. 本文关注的科学问题
本文旨在解决这样一个核心问题:
如何系统性地筛选RNA剪接调控因子,尤其是在特定生理或病理状态下?
为此,作者发明了一种通用的、高通量的CRISPR筛选平台——SPLiCR-seq,该平台允许:
- 直接检测RNA剪接事件(而非间接的蛋白荧光);
- 同时记录基因扰动(通过sgRNA)和对应剪接结果(通过reporter);
- 特别适用于IRE1-XBP1非常规剪接通路在内质网应激中的调控研究。
2. 与传统screen方法相比的优缺点
✅ 优势:
- 无需依赖荧光/蛋白表达报告系统:剪接事件用NGS直接读取RNA序列变化;
- 避免FACS依赖:适用于不容易分选的细胞类型(如iPSC、原代细胞);
- sgRNA和splicing reporter一体化(同一载体):在同一个细胞中读取扰动与表型;
- 剪接结果不受转录和翻译水平波动的干扰,更直接、敏感;
- 可扩展性强:reporter模块可针对任意感兴趣的剪接事件定制。
❌ 局限(相对传统方法):
- 需要构建含reporter的CRISPRi载体库,操作复杂度较高;
- 成本和时间在初始构建阶段可能高于荧光法。
❓ 关于文库构建的说明:
原文提到:
- SPLiCR-seq文库是在**CROP-seq(pMK1334)**基础上改造而来;
- 将sgRNA和剪接reporter合并至同一载体;
- 文库构建通过限制性酶切+PCR插入,文中在“Materials and Methods”部分详细描述了文库的合成、病毒包装与测序分析流程。
3. 研究主线流程梳理
从工具建立 → 小规模功能筛选 → 全基因组规模筛选 → hits验证 → 机制探索 → 疗法开发。
1)工具开发与验证:
- 构建reporter系统检测XBP1非常规剪接;
- 验证其能模拟内源性XBP1剪接动态(剂量/时间依赖性);
- sgRNA干扰验证(IRE1, EIF2AK3)。
2)RBP-focused筛选:
- 构建RBP库(RNA binding proteins)在HEK293T与iPSC中筛选;
- 发现在不同细胞类型中有共通与特异调控因子;
- 验证CALR, UPF3B, DBR1等。
3)全基因组筛选:
- 在不同应激条件(Tg vs Tm)下进行;
- 发现共通调控因子(如ERN1)及应激条件特异性调控因子(如COPII通路成员)。
4)batch验证与GADD34聚焦:
- 在hits中筛选PPP1R15A(GADD34)深入研究;
- 多种手段验证其对XBP1剪接的负调控作用;
- 使用Sephin1药物抑制GADD34可减少XBP1s生成。
5)机制研究:
- GADD34作用与eIF2α无关;
- 与IRE1有直接相互作用,N端决定ER定位与结合;
- 共聚焦与Co-IP均支持直接调控模型。
6)功能验证:应用于CAR-T细胞:
- 在模拟T细胞耗竭模型中,Sephin1治疗显著维持CAR-T功能和抗瘤能力;
- 适用于多个CAR-T靶点(如B7-H3, CD19)和肿瘤模型。
4. 作者强调 & 可补充的重要内容
作者强调:
- SPLiCR-seq适用范围广:不仅能研究XBP1,也可扩展到SMN2(SMA)、LMNA(早衰)、MAPT(痴呆)等疾病相关剪接事件;
- 提出一种新的剪接调控因子发现框架;
- 提供了对非经典调控通路的洞察,如GADD34调控IRE1是独立于eIF2α的机制。
可以补充的思考:
- 该方法的通用性是否也适用于短时动态剪接事件?是否能嵌入单细胞测序?
- reporter剪接位点来自特定基因,会否在某些细胞中剪接效率低而影响信噪比?
- 如果能结合CRISPRa(激活)和CRISPRi双向系统,可能提升筛选维度。
- 与RTCB开题报告中使用的FACS-based GFP reporter法形成对照,后者是通过蛋白层面检测剪接产物,而SPLiCR-seq则通过RNA直接检测,更精准。