近年來m6A修飾是表觀轉錄修飾中的研究熱點援雇，圍繞Writer扰肌、Eraser、Reader展開了多項研究熊杨，整個動態(tài)可逆過程影響了被修飾分子的翻譯曙旭、剪切、轉運和加工晶府。疾病方面桂躏，m6A調(diào)控異常可直接影響腫瘤發(fā)生進展川陆，多項工作已經(jīng)證明了m6A修飾在腫瘤學中的重要作用和分子機制剂习。癌癥是研究m6A的主要生物學領域，在多種癌癥中较沪，均發(fā)現(xiàn)m6A扮演不同角色鳞绕，相同的regulator在不同的癌癥、甚至同一癌癥不同細胞系中功能不同尸曼，同一癌癥中功能類似的regulator干預表型也不相同们何。
分子細胞生物學實驗數(shù)據(jù)證明RNA m6A修飾的重要生物功能，但是它的臨床相關性如何控轿？本期公眾號結合m6A在癌癥中的最新研究進展冤竹，為大家總結重要調(diào)控蛋白在不同癌癥中的作用（回答：___蛋白在____癌癥中通過介導靶分子____達到促癌/抑癌的作用），討論RNA m6A在腫瘤學當中的潛在應用茬射，文章觀點主要來自近期發(fā)表的文獻綜述鹦蠕，相關研究細節(jié)可參見原文。
一在抛、回顧RNA修飾研究歷程和重要的m6A regulator
20世紀50年代開始越來越多的RNA修飾被發(fā)現(xiàn)钟病，最重要的m6A修飾是在1974年被首次提出，是包括哺乳動物、植物肠阱、昆蟲票唆、酵母和部分病毒在內(nèi)多個物種mRNA上豐度最高的一種修飾。隨后得益于高通量技術的快速發(fā)展和圍繞writer辖所、eraser、reader研究的不斷開展磨德，生物學家對于RNA修飾的了解越來越全面缘回。
哺乳動物中mRNA的1/3被m6A修飾，平均每個mRNA有3~5個m6A修飾片段典挑，很多m6A位點是在人酥宴、鼠之間同源的，序列偏好性是DRACH您觉，主要富集于終止密碼子附近拙寡。已知m6A廣泛存在編碼RNA、非編碼RNA琳水，參與調(diào)控細胞生理肆糕、病理過程。整個過程動態(tài)可逆在孝，由writer诚啃、eraser、reader三類重要蛋白共同調(diào)控私沮。
1. Writer蛋白（RNA m6A甲基化酶）
包括METTL3始赎、METTL5、METTL16仔燕、ZCCHC4造垛、METTL14、WTAP晰搀、VIRMA五辽、ZC3H13、RBM15/15B外恕。其中METTL3是最關鍵的甲基化酶奔脐，METTL14起到協(xié)同作用，與METTL3相互結合為METTL3提供結構支持吁讨，從而形成甲基轉移酶復合物髓迎，跟底物RNA相互結合，WTAP的主要功能是和METTL3/METTL14復合物相互結合建丧，幫助該復合物進行定位排龄，與最佳底物結合。剩余成員為輔助性的功能蛋白，如RBM15可以幫助METTL3和WTAP相互結合橄维，CBLL1輔助核mRNA發(fā)生m6A甲基化尺铣，其中VIRMA比較關鍵，對m6A分布的區(qū)域偏好性有一定影響争舞，是能夠幫助m6A修飾定位富集在密碼子附近凛忿；其中METTL5、METTL16核ZCCHC4可以獨立發(fā)揮生物學功能竞川，METTL5就是一種獨立的甲基化酶店溢，可以催化一些結構RNA（如18S rRNA、28s rRNA委乌、snRNA）發(fā)生m6A修飾床牧，TRMT112同METTL5相互結合可以增強METTL5的生物穩(wěn)定性，METTL5和TRMT112的關系類似METTL3和METTL14遭贸。METTL16也是獨立m6A甲基化酶戈咳，結合位點與METTL3/METTL14的結合位點沒有重疊，主要調(diào)控mRNA的穩(wěn)定性和剪切過程壕吹，對METTL16的過表達或者對催化域的突變可以活化剪切過程著蛙，METTL16還可以結合U6 snRNA和大量的ncRNA、lncRNA和pre-mRNA耳贬。ZCCHC4也是一個獨立的RNA 甲基化酶册踩，它的催化底物主要是核糖體亞基，影響翻譯效拭、細胞增殖等過程暂吉，ZCCHC4過表達可以導致腫瘤形成。
2.Eraser（RNA m6A去甲基化酶）
Eraser蛋白的成員不多缎患，僅有ALKBH5和FTO兩個蛋白慕的。FTO同時影響內(nèi)部m6A和帽子結構中的m6A修飾（5端cap m6Am），幾乎所有的細胞系中的mRNA內(nèi)部m6A修飾中的10%都是FTO的底物挤渔，在腦等其他代謝旺盛的器官中均有高表達肮街，RNA 去甲基化過程在翻譯、代謝中作用非常重要判导。NADP結合FTO可以促進m6A的去甲基化與脂肪生成嫉父，F(xiàn)TO的發(fā)現(xiàn)也證明了RNA甲基化過程可逆并且在病理、生理狀態(tài)下可控眼刃。ALKBH5功能同F(xiàn)TO類似绕辖，ALKBH5廣泛在各個組織器官中表達，不同組織中的FTO和ALKBH5的差異表達表明兩個蛋白以不同的信號通路發(fā)揮功能擂红，特別的仪际，m6A是ALKBH5是目前已知的唯一底物。
3.Reader蛋白
Reader蛋白最終決定m6A修飾mRNA的命運，這些蛋白的異常也會影響RNA的下游代謝過程树碱。 m6A reader由YTH功能域家族蛋白（YTHDF1-3）肯适、YTH功能域包含蛋白（YTHDC1-2）、IGF2PBs和HNRNPs（包括hnRNPA2B1成榜、hnRNPC框舔、HNRNPG）組成。YTHDF1\3可以通過募集翻譯起始因子增強mRNA翻譯赎婚，YTHDC1可以通過募集剪切因子調(diào)控mRNA剪切過程刘绣，幫助mRNA從核轉運至細胞質(zhì)，最近的研究發(fā)現(xiàn)YTHDC1加速一些染色體調(diào)控RNA（carRNA）的降解惑淳，可以在降低這些RNA在細胞質(zhì)中豐度的同時增強翻譯效率额港。目前IGF2BPs被認為可以在正辰攘或者應激情況下穩(wěn)定靶m6A mRNA的結構歧焦，HNRNPA2B1可以識別primary miRNA的m6a修飾位點并與DGCR8互作。
二肚医、m6A與癌癥
m6A水平對腫瘤產(chǎn)生深遠的影響绢馍，已有的研究也表明m6A有可能起到促癌或者抑癌的作用，有些蛋白發(fā)揮功能確實依賴m6A修飾肠套，接下來分別介紹m6A在不同癌癥中的研究進展舰涌。
1瓷耙、 急性骨髓性白血病 AML
由于基因變異的影響，AML存在明顯的細胞分化缺陷和失控增長刁赖，目前的治療效果欠佳搁痛。之前的研究證明METTL3和METTL14可以促進 MYC、MYB宇弛、BCL2鸡典、SP1、PTEN的翻譯枪芒，從而上調(diào)磷酸化AKT的水平彻况；同樣，F(xiàn)TO可以增強白血病原癌基因介導的細胞轉化舅踪，抑制視黃醇酸介導的AML細胞分化纽甘，通過下調(diào)m6a水平調(diào)控ASB2、RARA等靶基因的mRNA合成抽碌。還有研究顯示贷腕，R-2HG抑制白血病細胞的增殖，導致FTO活性受到影響從而造成細胞周期阻滯，增加m6A修飾水平泽裳，減少MYC/CEBPA轉錄本的穩(wěn)定性瞒斩。Reader方面，在AML細胞中高表達的YTHDF2可以促進腫瘤發(fā)展靶向抑制YTHDF2可以延長m6A修飾轉錄本的半衰期涮总，從而選擇性的在不改變細胞正常穩(wěn)態(tài)的情況下阻止AML細胞的起始和增殖胸囱，此外在AML中WTAP同樣上調(diào)，高表達WTAP往往預示著AML的不良預后瀑梗。
2.膠質(zhì)瘤GBM
GBM是致死率非常高的原發(fā)性腦瘤烹笔，METTL3在GBM中的作用存在著爭議（conflicting conclusions），酶的最終作用與不同GBM細胞系的基因異質(zhì)性有關抛丽。有證明METTL3和METTL14通過下調(diào)ADAM19/EPHA3/KLF4信號通路抑制膠質(zhì)瘤母細胞GSC的生長和成瘤谤职。ALKBH5同樣在GSC當中高表達，沉默ALKBH5抑制GSC的增值亿鲜。此外ALKBH5可以介導FOXM1發(fā)生去甲基化允蜈，促進細胞增殖。METTL3可以通過靶向SOX2的3UTR區(qū)域從而促進腫瘤生長蒿柳，抑制METTL3能夠抑制腫瘤生長饶套，增強腫瘤放射敏感性，有潛力作為GBM治療的靶點垒探，類似于AML妓蛮、WTAP高表達同GBM病人仍是不利預后相關。
3圾叼、肺癌Lung Cancer
METTL3是通過多種機制發(fā)揮功能的肺癌原癌基因蛤克。有研究表明METTL3在不借助其他甲基化酶或reader蛋白的幫助就可以增強RNA翻譯效率。METTL3通過募集翻譯起始因子來增強翻譯效率夷蚊，通過上調(diào)EGFR和TAZ促進肺癌細胞的增長和侵襲构挤。有研究表明mir-33a通過靶向METTL3 mRNA抑制NSCLC增殖，而mir-600可以通過下調(diào)METTL3抑制肺癌細胞的遷移和增值撬码。有相關研究發(fā)現(xiàn)FTO通過增強USP7的表達可以促進NSLCL的增殖儿倒，過表達FTO下調(diào)MZF1的m6A水平，增強mRNA的穩(wěn)定性從而上調(diào)MZF1的表達量呜笑，促進肺癌細胞的增殖和侵襲夫否。此外，ALKBH5被認為有可能通過減少YTHDFs介導的YAP表達從而抑制腫瘤生長和轉移叫胁。然而對于YTHDF1在肺癌中的作用也存在著不小的爭議凰慈，目前主要的研究認為YTHDF缺陷可以通過影響cyclin D1、CDK2和CKD4的翻譯效率而抑制NSCLC細胞增殖驼鹅，另一方面有研究顯示高表達YTHDF1與病人更好的預后有一定相關性并且YTHDF1能夠促進腫瘤細胞對順鉑的敏感性微谓。
4森篷、 子宮內(nèi)膜癌
70%的子宮內(nèi)膜癌病人都會由于METTL3低表達或者METTL14突變導致的功能缺失從而有較低的m6A水平。突變METTL14可以促進癌癥細胞增殖和轉移豺型，m6A水平在癌癥組織中低于癌旁組織仲智。另一項研究中發(fā)現(xiàn)，METTL14的下調(diào)可以引起AKT通路負調(diào)控因子PHLPP2的表達下調(diào)姻氨，從而上調(diào)AKT通路正調(diào)控因子mTORC2的表達钓辆，最終促進子宮內(nèi)膜癌細胞的增殖。FTO同樣可通過多種機制參與其發(fā)生發(fā)展肴焊，雌激素可以導致FTO在核中聚集显拳，通過靶向Rapamycin細胞該通路祸泪，從而增強子宮內(nèi)膜癌細胞的增殖别凤，雌激素還可以通過活化PI3K/AKT和MAPK信號通路來介導FTO過表達枉层，最終促進子宮內(nèi)膜癌細胞的增殖和侵襲。
5届宠、 卵巢癌OVC
METTL3可以通過促進miR-126-5p的加工成熟加速OVC的進展烁落，也有文章表明METTL3通過激活上皮到間充質(zhì)的轉變促進OVC的生長和侵襲。相比于正常組織席揽，上皮OVC組織中ALKBH5高表達顽馋，是潛在的上皮OVC可能的原癌基因之一谓厘。IGF2BP1可以明顯促進SRC/MAPK驅動的OVC侵襲性生長幌羞，且高表達與患者的不良預后有關。最近的研究顯示竟稳，在順鉑抗性的OVC細胞中属桦，YTHDF1識別并結合m6A修飾的TRIM29位點可以加速TRIM29翻譯，因此YTHDF1也是潛在的干預靶點之一他爸。
6聂宾、 乳腺癌
包括m6A在內(nèi)的各種RNA修飾肯定在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中起到了重要作用。有研究表明在乳腺癌中诊笤，METTL3和HBXIP相互作用系谐，而HBXIP可以通過影響METTL3的3’UTR和miRNA let-7g的相互結合來抑制METTL3的表達。于此同時METTL3通過m6A修飾促進HBXIP的表達讨跟，所以HBXIP/miRNA let-7h/METTL3三者之間形成正反饋調(diào)節(jié)纪他，從而促進乳腺癌細胞的增殖。LINC00942可以促進METTL14的表達晾匠，增強乳腺的增值和進展茶袒。Niu等人的研究發(fā)現(xiàn)FTO在乳腺癌中高表達，并且表達量越高凉馆，預后越差薪寓，F(xiàn)TO通過抑制BNIP3促進乳腺癌的增殖和轉移亡资，ALKBH5可以調(diào)控NANOG上的m6A位點，從而上調(diào)NANOG的表達量向叉，敲除ALKBH5可以明顯降低NANOG上的甲基化水平锥腻，從而抑制乳腺癌的肺轉移，同時發(fā)現(xiàn)HIFs可以通過調(diào)控ZNF217來促進乳腺癌細胞的侵襲和轉移母谎。
7旷太、結直腸癌CRC
在結直腸癌中，METTL3 以 m6A-IGF2BP2/3 依賴性方式作為功能性癌基因發(fā)揮作用销睁。 癌基因c-Myc可以促進YTHDF1的表達供璧，誘導癌細胞的增殖和轉移，增加其對化療藥物的耐藥性冻记。 敲低 c-Myc 可通過 HIF-1a 抑制結直腸癌中 YTHDF1 的表達睡毒。 此外，癌基因c-Myc可以促進YTHDF1的表達冗栗，誘導癌細胞的增殖和轉移演顾，增加其對化療藥物的耐藥性。YTHDF3 在體內(nèi)和體外均通過 GAS5-YAP-YTHDF3 軸負調(diào)控 lncRNA GAS5隅居。 YTHDC2的表達與結腸癌的分期和轉移呈正相關钠至。 敲低YTHDC2的表達可通過HIF-1a抑制體內(nèi)外腫瘤細胞的轉移。 除上述所有 m6A 相關癌基因外胎源，在CRC中棉钧，METTL14 被證明是一種腫瘤抑制因子，通過不同的分子機制減少結直腸癌的增殖和腫瘤轉移涕蚤。
8宪卿、肝癌HCC
肝細胞癌（HCC）是肝臟最常見的原發(fā)性腫瘤。有研究發(fā)現(xiàn) METTL3 可以通過 YTHDF2 依賴性轉錄調(diào)控 SOCS2 沉默來促進肝癌細胞的進展万栅。進一步研究表明佑钾，METTL14 與 DGCR8 相互作用并正向調(diào)節(jié) miRNA126 的表達。 METTL14的過表達可以抑制小鼠肝癌細胞的轉移烦粒。根據(jù)這些結果休溶，研究者推測METTL14可能通過修飾m6A來調(diào)控miRNA 126的表達，進而調(diào)控其下游靶點扰她，從而抑制HCC的轉移兽掰。因此，METTL14可能是HCC重要的不良預后因素义黎。對于IGF2BP家族禾进，IGF2BP1、IGF2BP2均被鑒定為促進HCC的致癌基因廉涕。YTHDF2不僅作為腫瘤激活蛋白泻云，而且作為腫瘤抑制蛋白艇拍。有研究表明，缺氧可誘導肝細胞癌組織中YTHDF2的表達降低宠纯。研究者還發(fā)現(xiàn) YTHDF2 的過表達抑制了 HCC 細胞的增殖并激活了 MEK 和 ERK卸夕，YTHDF2可以直接作用于EGFR mRNA的3UTR m6A修飾位點，導致EGFR mRNA降解婆瓜。此外快集，缺氧誘導的ERK磷酸化也被YTHDF2阻斷，提示缺氧可以下調(diào)YTHDF2誘導的ERK磷酸化廉白。 YTHDF2通過降低HCC中EGFR mRNA的穩(wěn)定性來抑制ERK/MAPK信號轉導个初，從而抑制肝癌細胞的增殖。檢測WTAP是否與HCC患者的臨床病理因素有關猴蹂，結果顯示W(wǎng)TAP在HCC中的表達水平高于癌旁組織院溺，與預后較差有關。此外磅轻，還定義了VIRMA作為 HCC 的致癌基因珍逸。
9、 胰腺癌
胰腺癌被認為是一種高級別惡性腫瘤聋溜。相關研究揭示ALKBH5可能通過下調(diào)胰腺癌細胞中l(wèi)ncRNA KCNK15-AS1的甲基化并抑制細胞運動而成為胰腺癌的潛在治療靶點谆膳。近期有研究發(fā)現(xiàn)METTL3低表達的胰腺癌細胞對吉西他濱、5-氟尿嘧啶撮躁、順鉑等化療藥物和放療更敏感漱病，為胰腺癌的治療提供了潛在的靶點。許多研究證明馒胆，IGF2BP2在胰腺癌中過度表達缨称，促進了癌細胞的增殖凝果。一項病例對照研究表明祝迂，F(xiàn)TO基因的變異與胰腺癌風險相關。 YTHDF2促進增殖器净，同時抑制胰腺癌細胞的遷移和侵襲型雳。
10、 胃癌GC
隨著診斷策略的改進山害，診斷為早期胃癌的患者正在增加纠俭。以往的研究表明，表觀遺傳學可能在GC 的發(fā)生和生長中發(fā)揮重要作用浪慌。 Li等通過挖掘TCGA證明FTO和ALKBH1 mRNA的高表達提示GC預后不良數(shù)據(jù)庫冤荆。 METTL3通過增加HDGF mRNA的穩(wěn)定性和激活AKT信號通路促進GC血管生成和糖酵解。ALKBH5通過降低lncRNA NEAT1的甲基化促進GC的侵襲和轉移权纤。部分研究結果顯示钓简，IGF2BP3 作為致癌基因可促進 GC 中的腫瘤進展乌妒。敲除 METTL14（m6A 抑制）通過激活 Wnt/PI3K-AKT 信號通路促進 GC 發(fā)展，而增加 m6A 水平則逆轉了這些表型和分子變化外邓。
從上述不同癌癥的相關結果中不難看出撤蚊，目前m6A重要的regulator在調(diào)控表型方面通過不同的靶點分子均會產(chǎn)生重要的作用。當然正如圖4中表示的损话，部分regulator的表型仍然存在爭議侦啸，在不同的細胞環(huán)境中所產(chǎn)生的生物學功能可能截然不同，類似的情況需要研究者進一步細致的討論丧枪。
RNA剪切光涂、編輯、化學修飾的過程更為精細復雜拧烦，這種表觀修飾雖然沒有改變序列本身顶捷，但是仍然能給靶分子來多樣的影響。除了部分分子的功能存在多種可能以外屎篱，m6A對非編碼RNA分子的影響仍然是個未知的問題服赎，包括enhancer RNA、promoter-associated RNA交播、repeat RNAs等結構性重虑、重復性的非編碼分子m6A修飾會發(fā)生什么改變還需要大量的工作進行研究討論。越來越多的實驗證據(jù)也表明秦士，基于這些regulator設計小分子藥物進行干預缺厉，具有提高治療化療、放療甚至免疫療法的潛力隧土，目前仍需要大量的相關研究深入探索m6A與腫瘤的關系提针，才能更好的提出藥物設計策略，服務癌癥臨床治療曹傀。
