2021年3月m6A RNA甲基化高分文章集锦

mTORC1信号的失调改变了广泛的细胞过程，导致代谢紊乱和癌症。因此，确定下游效应物的分子细节对于发现选择性治疗靶点至关重要。该研究报道了mTORC1及其下游激酶S6K增强eIF4A/4B介导的WTAP的翻译，WTAP是m6A RNA甲基转移酶复合物的接头。这一调控是由eIF4A/4B靶向的WTAP mRNA的5' UTR介导的。单核苷酸分辨率m6A图谱显示MXD2（MAX二聚化蛋白2） mRNA中含有m6A修饰位点，m6A修饰增强其降解。WTAP通过抑制MXD2的表达来诱导cMyc-MAX的结合，从而促进cMyc的转录活性和mTORC1激活的癌细胞的增殖。这些结果阐明了mTORC1通过m6A RNA修饰刺激致癌信号的机制，并阐明了WTAP-MXD2-cMyc轴作为mTORC1驱动的癌症的潜在治疗靶点。

雷帕霉素复合物1（mTORC1）的机制靶点是根据营养、生长和致癌信号调控着代谢和细胞生长。研究发现mTORC1通过控制甲硫氨酸腺苷转移酶2α（MAT2A）的表达，刺激主要甲基供体S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的合成。mTORC1下游的转录因子c-MYC直接与MAT2A的内含子1结合并促进其表达。此外，mTORC1增加了WTAP的蛋白丰度，WTAP是人m6A RNA甲基转移酶复合物的正向调节亚基。mTORC1信号通过调控MAT2A和WTAP水平，刺激m6A RNA修饰，促进蛋白质合成和细胞生长。抑制MAT2A后，细胞内SAM水平下降，降低了m6A RNA修饰、蛋白质合成率和肿瘤生长。因此，mTORC1通过控制SAM和WTAP水平来调节m6A RNA修饰，以启动合成代谢细胞生长的翻译机制。

肿瘤抑制因子FBW7是SCFE3-泛素连接酶复合物的底物识别成分，介导各种致癌蛋白的蛋白降解。然而，FBW7在卵巢癌进展中的作用仍未被充分了解。研究发现FBW7在卵巢癌组织中显著下调，其高表达与良好的预后和上调m6A修饰水平相关。同样，异常表达的FBW7在体内外均能抑制卵巢癌细胞的存活和增殖，而去除FBW7则能促进卵巢癌细胞的增殖。此外，m6A阅读器YTHDF2被鉴定为FBW7的新底物。在卵巢癌中，FBW7通过诱导YTHDF2的蛋白酶体降解来阻碍YTHDF2的促瘤作用。此外，YTHDF2可全面调控m6A修饰的mRNA的转换，包括促凋亡基因BMF。这项研究表明FBW7在卵巢癌中通过拮抗YTHDF2介导的BMF mRNA衰减而抑制肿瘤的生长和进展。

越来越多的证据表明，癌症干细胞表现出许多与其祖细胞相似的分子特征和表型。当前研究中，人类胚胎干细胞在体外沿肝脏谱系模仿肝脏发育被诱导分化成肝细胞。一个肝脏祖细胞特异性基因，RALYRNA结合蛋白样（RALYL）被鉴定出来。RALYL的表达与临床HCC患者的预后差、分化差和转移相关。功能研究表明RALYL可促进肝癌的致瘤性、自我更新、化疗耐药和转移。分子机制研究表明，RALYL可通过降低m6A修饰而上调TGF-β2 mRNA的稳定性。RALYL上调TGF-β信号通路以及随后的PI3K/AKT和STAT3信号通路有助于HCC干性的增强。总的来说，RALYL是一种肝祖细胞特异性基因，通过维持TGF-β2 mRNA的稳定性来调控HCC的干性。这些发现可能会启发肝癌的精确治疗策略。

双链RNA（dsRNA）是一种病毒编码的特征，能够触发细胞内Rig样受体（RLR）来激活抗病毒信号，但m6A修饰介导的细胞间dsRNA结构重塑是否调节这一过程仍是未知的。这项研究表明在应对RNA病毒水泡性口炎病毒（VSV）感染中，m6A的甲基转移酶METTL3易位进入细胞质中增加病毒来源的转录本m6A修饰，减少病毒dsRNA形成，从而减少通过RLRs如RIG-I和MDA5引起的病毒感知效力，并抑制抗病毒免疫信号。同时，单核细胞或肝细胞中METTL3的基因敲除导致I型IFN表达增强，加速VSV清除。因此，这项发现表明METTL3介导的病毒RNA上的m6A RNA修饰是dsRNA先天感知通路的负调控因子，也提示METTL3可能是调节抗病毒免疫的潜在治疗靶点。

m6A是最普遍的mRNA修饰之一，但m6A去除（去甲基化）的生理意义仍然难以捉摸。这项研究报道了m6A去甲基化酶FTO作为运动纤毛发生的保守调节因子。机制上，FTO去甲基化从而稳定编码主要的纤毛转录因子FOXJ1的mRNA。非洲爪蟾胚胎Fto缺失导致了广泛的运动纤毛缺陷，Foxj1被发现是主要表型靶点之一。在原代人呼吸道上皮细胞中，FTO的缺失也导致FOXJ1 mRNA的不稳定和纤毛细胞的严重损失，同时伴随着邻近杯状细胞的增加。同样，Fto敲除小鼠在过敏原刺激下表现出强烈的哮喘样表型，这是由于气道上皮纤毛细胞缺陷造成的。总之，这一研究揭示了FTO-FOXJ1轴在胚胎和稳态运动纤毛发生中的保守作用。

NONO-TFE3易位性肾癌（NONO-TFE3 tRCC）是一种与Xp11.2易位/TFE3基因融合相关的RCC（Xp11.2tRCCs）亚型。lncRNA在癌症研究中引起了广泛关注。TRAF3IP2反义RNA 1 （TRAF3IP2-AS1）是一种天然反义lncRNA，在NONO-TFE3 tRCC中的功能和机制尚不清楚。结果显示NONO-TFE3融合可抑制NONO-TFE3 tRCC组织和细胞中TRAF3IP2-AS1的表达。过表达TRAF3IP2-AS1可抑制来自NONO-TFE3 tRCC患者癌组织的UOK109细胞的增殖、迁移和侵袭。机制研究表明，TRAF3IP2-AS1通过直接结合和招募N6-甲基腺嘌呤转移酶复合物，加速了PARP1 mRNA的衰减。同时，TRAF3IP2-AS1竞争性地与miR-200a-3p/153-3p/141-3p结合，阻止其降低PTEN水平。TRAF3IP2-AS1在NONO-TFE3 tRCC进展过程中发挥抑癌作用，可能成为NONO-TFE3tRCC治疗的新靶点。TRAF3IP2-AS1的表达有可能作为NONO-TFE3 tRCC检测的一种新的诊断和预后生物标志物。

m6A在许多生物过程中起着关键作用。然而，人们对m6A在哺乳动物发育早期的功能仍知之甚少。这项研究发现m6A解读器YT521-B同源结构域包含蛋白1（YTHDC1）基于m6A修饰的方式对于小鼠胚胎干细胞的维持是必需的，它的缺失启动细胞重编程到2C样状态。机制上，YTHDC1在小鼠胚胎干细胞中结合逆转录转座子的转录组本（如ERVK和LINE1），其缺失导致这些沉默的逆转录转座子重新激活，伴随着SETDB1介导的H3K9me3整体降低。研究进一步证实，YTHDC1及其靶m6A RNA作用于SETDB1的上游，抑制逆转录转座子和Dux，Dux是双细胞期（2C）样程序的主诱导因子。本研究揭示了m6A RNA和YTHDC1在染色质修饰和逆转录转座子抑制中的重要作用。

RNA结合蛋白是重要的转录和翻译调控因子，在癌症中经常发生失调。尽管RBPs作为致癌基因或肿瘤抑制基因在正常造血和血液系统恶性肿瘤中发挥着越来越重要的作用，但对于白血病的维持和生存来说必要的RBPs仍是一个谜。这项研究表明YBX1基于m6A修饰对于维持髓系白血病细胞存活是必需的。研究发现YBX1在髓系白血病细胞中表达显著上调，而YBX1缺失可在体内外显著诱导人、小鼠急性髓系白血病（AML）原代细胞凋亡、分化、增殖减少和白血病能力受损。YBX1缺失对正常的造血功能没有明显影响。从机制上讲，YBX1与IGF2BPs相互作用并稳定m6A标记的RNA。此外，YBX1缺失导致凋亡相关基因表达失调，并以m6A依赖的方式促进MYC和BCL2 mRNA的衰退，从而导致YBX1缺失引起的生存缺陷。因此，这项发现揭示了YBX1在维持髓系白血病存活中的选择性和关键作用，这可能为YBX1在髓系白血病中的靶向治疗提供了理论基础。

m6A是多种RNA中最丰富的修饰，被可逆的过程调控并参与多种生物学功能。YTHDF2选择性地识别m6A-RNA来调节降解。然而，蛋白质翻译后修饰对YTHDF2的可能调控仍是未知的。在本研究中，发现YTHDF2在体内和体外K571的主要位点被类泛素化（SUMOylation）修饰，其可被缺氧诱导，同时可被氧化应激和SUMOylation抑制剂降低。YTHDF2的SUMOylation修饰对其泛素化和定位影响不大，但显著增加了其与m6A修饰的mRNA的结合亲和力，从而导致基因表达失调，并进一步导致癌症进展。此外，来自TCGA数据集的肺腺癌患者无病生存分析显示，YTHDF2高表达与SUMO1高表达一起预示预后不良。这项研究揭示了YTHDF2识别m6A-RNA的一种新的调控机制，并强调了YTHDF2 SUMOylation在转录后基因表达调控和癌症进展中的重要性。