关于EIS，谁是下一个吃螃蟹的人?

在PubMed中检索可变剪接的相关文献，可发现自2018年以来，发表可变剪接相关研究的文章数量年年增加，说明可变剪接的研究热度呈上升趋势。可变剪接是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式产生不同的mRNA剪接异构体的过程，是调节基因表达和维持蛋白多样性的主要机制。

可变剪接的类型按照剪接方式可分为：外显子跳跃、内含子保留、互斥外显子、可变3’剪切位点、可变5’剪切位点、可变启动子和可变终止子。今天小编向大家介绍一种新的可变剪切模式——外内含子（EIS，exitrons），在基因的某一个外显子当中存在5’和3’剪切位点，因此在基因剪切的过程中，会发生外显子缺失一部分的情况从而形成不同的剪接体。外内含子位于外显子的内部区域，同时具有蛋白编码和剪接的潜力。

研究表明，EIS可能具有病理功能，并有助于多种癌症的抗肿瘤免疫原性。尽管可变剪接是近年来癌症疾病机理研究的一大热点，然而关于EIS的研究较少，今天小编给大家带来9月19日发表在EBioMedicine（IF:11.205）上的首篇EIS生信文章，作为第一个吃螃蟹的人，作者进行多组学分析，分析全面并关联热点免疫治疗，快来学习争做下一个吃螃蟹的人吧~

研究流程

该研究共分析了胃癌患者632例样本的转录组、481例样本的全外显子组和77例样本的蛋白质组。首先，作者描述了胃癌相关的EIS生物学和临床特征，其次，通过组织特异性试验和致病性预测验证了EIS的致病性。然后，作者还研究了胃癌EIS和体细胞突变的互斥性。接着，为了发现胃癌EIS剪接的上游调控候选基因，作者建立了剪接因子的表达/突变谱与EIS的互作网络。最后，作者通过质谱分析验证了胃癌EIS来源的新抗原肽的特异性表达并关联免疫治疗进行验证。研究流程如下：

研究结果

胃癌相关EIS及其临床特征

1. 胃癌样本的EIS剪接负荷显著高于正常样本；
2. 基于线性回归模型的差异剪接分析显示，标志性癌症驱动因素包含差异剪接EIS；
3. 42174个胃癌特异性的EIS被发现，在超过15%样本中出现的1546个EIS被定义为高频的胃癌特异性EIS；
4. 男性、肠型、IV期和>65岁患者的胃癌特异性EIS负荷明显较高。结果提示其可能与临床特征和预后有关。单因素和多因素Cox回归分析均确定了胃癌特异性EIS负荷、年龄、IV期是患者预后的危险因素。较高的EIS负荷和更差的临床生存相关。

胃癌EIS的功能分析

1. 胃癌特异EIS剪接基因在上EMT通路、下调的紫外响应和有丝分裂纺锤体等癌症标志通路中显著富集；
2. 剪接胃癌特性EIS的基因影响更多的癌症相关功能通路，包括TNFa-NFkB、p53、雌激素反应、干扰素α和myc靶点；
3. 基于梯度提升树模型，作者对胃癌特异EIS致病性进行预测，结果表明致病性的胃癌特EIS与常见的癌症驱动基因高度重叠，并富集在癌症标志性通路中。

胃癌EIS与体细胞突变的关系

1. 胃癌EIS与体细胞突变具有互斥关系，例如胃癌中最常见的突变基因如TP53、ARID1A、KMT2C、PIK3CA等具有较低的剪接频率。相反，TAF15、EWSR1、FUS等剪接频率较高的基因突变频率较低；
2. EIS与体细胞突变的事件位点具有互斥性；
3. 基于蛋白数据库，作者进一步评估EIS的功能影响是否与体细胞突变不同。结果表明，EIS基因在与细胞连接、迁移和生长相关的功能域中高度富集。而体细胞突变基因更有可能富集在与信号转导和转录调控相关的结构域中。同时，EIS基因和体细胞突变基因富集在共同的癌症相关结构域，如蛋白激酶、G蛋白偶联受体、Ras蛋白家族、Wnt信号通路等。

识别预后相关的EIS及其之间的协同互补性

1. 基于单变量Cox回归模型，作者确定了6个和胃癌较差预后相关的EIS以及4个和胃癌较好预后相关的EIS；
2. 在体细胞TP53未突变的胃癌患者中，互补的MUC17△3268-3385和SRRM2△1119-1147的剪接与病人较差的预后相关；
3. 在体细胞TP53突变的胃癌患者中，协同的CCDC85B△33-48 和 SRRM2△516-603的剪接与病人较差的预后相关。

EIS剪接调控网络

基于肯德尔相关系数，剪接因子的表达和突变谱显示了功能不同的剪接因子组调控各自的EIS剪接。

EIS来源的新抗原肽在胃癌中的表达以及与免疫治疗的关联

1. 基于反褶积算法CIBERSORT进行样本的免疫浸润分析，胃癌特异EIS衍生的新抗原负荷与调节性T细胞、滤泡T辅助细胞、M0巨噬细胞呈正相关，与浆细胞和嗜酸性粒细胞呈负相关；
2. 质谱分析验证了胃癌EIS来源的新抗原肽的特异性表达；
3. 胃癌EIS来源的新抗原高负荷组中PD-1、Siglec1、Siglec2、Siglec3和Siglec7的表达显著升高，提示该组患者对免疫治疗具有较好响应。

小编总结

EIS作为新发现的新型可变剪接模式，其相关的生信研究还不多，本篇研究作者作为第一个吃螃蟹的人，对胃癌EIS进行了多组学分析，分析全面并关联免疫治疗这一热点，从而用纯生信的套路发表了10+高分，今天这篇文章是新型可变剪切EIS在生信领域的探索，很成功。既然前人已经为我们铺好了路，那我们为何不能站在巨人的肩膀上继续我们的科研之路呢？生信人已经备好了各个癌型的对应方案，欢迎扫码咨询~

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参考文献

Zhang, Y., Ye, G., Yang, Q., Zheng, B., Zhang, G., Hu, Y., Yu, J., and Li, G. (2022). Landscape of exitrons in gastric cancer. EBioMedicine 84, 104272.