背景细胞周期具有复杂的调控机制,基因表达调控是其中重要的组成部分,可变剪接导致基因产生多种形式的转录本,从而使基因表现出复杂的功能变化,但细胞周期中的转录本变化模式及其对肿瘤临床表型的影响还不清楚。同时,靶向细胞周期治疗是肿瘤治疗中的一大分支,根据靶点表达情况对潜在高反应性患者进行筛选是细胞周期靶向药物精准应对的一大瓶颈。多数靶基因产生的各转录本对药物敏感性的影响不尽相同。因此,对靶向药物敏感性的评估应深入至基因转录本层次,实现精准治疗用药的进步。方法为了阐明细胞周期调控过程中的可变剪接转录本整体变化模式,寻找具有细胞周期靶药物敏感性预测甚至干预能力的转录本及探索其表达模式。我们以结肠癌和乳腺癌模型为主要对象进行研究,采用周期同步化技术,结合连续性RNA-seq及细胞周期分析对细胞周期中的可变剪接转录本调控模式和特定分子的调控机制进行探索,并利用GDSC药物敏感性数据库和CCLE转录本数据库对基因和其产生的多种转录本与药物敏感性的相关性进行整体筛选和个体化验证,力求解析可变剪接在细胞周期中的调控机制和为转录本在药物指导应用中提供依据。结果我们利用HCT116和MDA-MB-231细胞模型建立了良好的细胞周期同步化样品的高密度连续RNA-seq数据集。新算法分析显示Hela、HCT116和MDA-MB-231细胞中分别发现43326,41578和29244个转录本为周期性表达,合并分析显示有1280个转录本在3种细胞中具有严谨的周期性调控模式。发现MTA1对周期性可变剪接转录本具有广泛的影响,最主要涉及有丝分裂期特异表达的转录本。MTA1可通过直接结合作用影响大量细胞周期分子在M期的转录本表达模式,通过调控细胞周期分子在细胞周期推动中不同转录本之间的快速转换,从而精细调控细胞周期进程。药物敏感性评估显示大量基因的某一种转录本的表达水平在靶向药物敏感性的评价能力上优于使用基因整体表达水平的评价,细胞周期调控分子CDK4的剪接对CDK4/6抑制剂治疗效果有明显影响,以DPM2的ENST00000314392转录本为代表的周期性转录本的表达与靶向有丝分裂期化疗抵抗有关。结论本研究构建了细胞周期连续时相样品的深度RNA-seq数据集,构建新的算法检测到细胞中大量周期性表达的可变剪接转录本,筛选发现1280个严谨周期性表达转录本。以MTA1为例深入探索了可变剪接对细胞周期的调控机制,发现一系列精细的剪接调控行为。使用大规模细胞系深度RNA-seq数据集和药物基因组学数据集分析发现大量靶向药物敏感性评价能力优于基因整体评价的转录本,发现部分周期性表达转录本与靶向有丝分裂期化疗抵抗有关。整个研究对可变剪接转录本在细胞周期中的表达调控模式、剪接因子对细胞周期的调控机制以及转录本在药物使用上的潜在应用能力进行了系统性的探索。本研究不但推动对精细细胞周期调控机制的认识,还为靶向细胞周期的肿瘤治疗策略提供了新的应用探索方向。