8月13日，福建醫(yī)科大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在期刊《Cell Death Discovery》上發(fā)表了研究論文，題為“METTL14-mediated m6A mRNA modification of G6PD promotes lung adenocarcinoma”，本研究中，定量檢測(cè)和免疫組織化學(xué)(IHC)分析表明，m6A在肺腺癌組織中的表達(dá)水平高于癌旁正常組織。此外，METTL14在肺腺癌組織中的表達(dá)顯著升高。在肺腺癌細(xì)胞系中，METTL14和m6A的表達(dá)水平均高于正常肺上皮細(xì)胞。敲低METTL14顯著降低了肺腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。相反，在肺腺癌中，METTL14的過表達(dá)顯著增強(qiáng)了這些細(xì)胞過程，而突變型METTL14則無此作用。體內(nèi)研究表明，穩(wěn)定敲低METTL14導(dǎo)致腫瘤體積和重量顯著減少，ki67陽性細(xì)胞和肺轉(zhuǎn)移部位減少。重要的是，敲低METTL14降低了LUAD細(xì)胞的糖酵解活性。通過RNA測(cè)序和MeRIP測(cè)序的結(jié)合，研究人員發(fā)現(xiàn)了許多改變的基因，并證實(shí)在mettl14介導(dǎo)的m6A修飾后，IGF2BP2增強(qiáng)了G6PD mRNA的穩(wěn)定性，從而促進(jìn)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。血清G6PD水平越高，肺腺癌患者的總生存期(OS)越差。綜上所述，本研究表明，METTL14通過m6a - igf2bp2依賴的機(jī)制在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)G6PD的表達(dá)，從而穩(wěn)定G6PD mRNA。這些發(fā)現(xiàn)為肺腺癌的抗代謝治療提供了潛在的診斷生物標(biāo)志物和有效靶點(diǎn)。
背景知識(shí)
肺癌(Lung cancer, LC)是一種全球性的惡性腫瘤，具有較高的發(fā)病率和死亡率。據(jù)估計(jì)，肺癌每年約有220萬新發(fā)病例和180萬例死亡，使其成為全球癌癥相關(guān)死亡的主要原因。肺癌可分為小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)和非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)。NSCLC約占病例的85%，包括腺癌、大細(xì)胞癌和鱗狀細(xì)胞癌等亞型。其中，肺腺癌(lung adenocarcinoma, LUAD)是NSCLC中常見的類型，治療反應(yīng)差，生存率低，且病理進(jìn)展快，易發(fā)生遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移。因此，全面了解參與LUAD進(jìn)展的分子機(jī)制對(duì)于提供更好的診斷和治療是必要的。
N6-甲基腺苷(m6A)是RNA的一種可逆修飾，在細(xì)胞RNA中約占所有甲基化核苷酸的一半。m6A修飾影響多種生物學(xué)過程，包括組織發(fā)育、干細(xì)胞維持和分化以及DNA損傷響應(yīng)。迄今為止，已鑒定出一系列添加(寫入)、識(shí)別(閱讀)和去除(擦除)RNA分子上甲基基團(tuán)的蛋白質(zhì)。如果上述任何過程失控，都可能導(dǎo)致目標(biāo)基因表達(dá)異常，從而引發(fā)肺癌、胰腺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和乳腺癌等疾病的發(fā)生和發(fā)展。因此，m6A修飾可被視為潛在且有價(jià)值的腫瘤診斷生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)，用于腫瘤發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移和耐藥的診斷和治療。METTL3被闡明具有多種關(guān)鍵功能，通過調(diào)節(jié)癌基因和腫瘤抑制基因的表達(dá)來促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。METTL14作為METTL3不可或缺的構(gòu)象激活劑，也在各種癌癥類型中的腫瘤進(jìn)展中發(fā)揮著重要作用。FTO被證明通過降低m6A水平和mRNA穩(wěn)定性來調(diào)節(jié)MZF1表達(dá)，從而促進(jìn)肺鱗狀細(xì)胞癌的腫瘤進(jìn)展。近期的研究表明，m6A及其相關(guān)蛋白質(zhì)在包括肺癌在內(nèi)的多種癌癥的腫瘤發(fā)生和癌癥進(jìn)展中起著關(guān)鍵作用。例如，METTL3對(duì)于肺癌細(xì)胞中的TGF-β誘導(dǎo)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化至關(guān)重要，而YTHDF2通過增強(qiáng)6PGD mRNA的翻譯促進(jìn)肺癌細(xì)胞生長。然而，m6A在LUAD中的生物學(xué)意義和潛在機(jī)制尚不為人所知。
METTL14促進(jìn)LUAD細(xì)胞的增殖和遷移
為了研究METTL14對(duì)肺腺癌惡性程度的影響，研究人員在肺腺癌A549和H1299細(xì)胞系中使用shRNAs敲低METTL14。CCK-8檢測(cè)結(jié)果顯示，這導(dǎo)致細(xì)胞活力顯著降低。進(jìn)一步的EDU染色分析證實(shí)METTL14敲低導(dǎo)致細(xì)胞增殖下降。研究人員使用遷移實(shí)驗(yàn)檢測(cè)了細(xì)胞侵襲能力，劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)了細(xì)胞遷移能力。與shNC組相比，shMETTL14-1和shMETTL14-2顯著抑制細(xì)胞的遷移和侵襲。反之，過表達(dá)METTL14顯著促進(jìn)細(xì)胞增殖和侵襲。此外，當(dāng)研究人員將METTL14的第298位(METTL14- r298p)突變后，METTL14- r298p對(duì)甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物的靶點(diǎn)識(shí)別至關(guān)重要。這些發(fā)現(xiàn)表明METTL14對(duì)LUAD細(xì)胞增殖和遷移過程的影響依賴于其作為RNA甲基化修飾因子的功能。
圖1：敲低METTL14可抑制肺腺癌細(xì)胞的增殖和遷移
圖2：METTL14通過m6A修飾調(diào)控LUAD細(xì)胞的增殖和遷移
METTL14缺乏會(huì)減緩LUAD細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移
為了評(píng)估METTL14在體內(nèi)敲低后結(jié)果的一致性，研究人員將穩(wěn)定敲低METTL14的A549細(xì)胞移植到裸鼠皮下。30天后，與shNC組相比，METTL14敲除顯著限制了腫瘤的體積和重量。免疫組織化學(xué)分析進(jìn)一步證實(shí)，METTL14敲低導(dǎo)致腫瘤組織切片中Ki67陽性細(xì)胞數(shù)量減少。此外，HE染色顯示，抑制METTL14可減少細(xì)胞注射后的肺轉(zhuǎn)移灶數(shù)量。這些發(fā)現(xiàn)共同表明，METTL14水平的升高促進(jìn)了肺腺癌中癌細(xì)胞增殖的加速。
大量研究表明，肺腺癌的有氧糖酵解表型與腫瘤的形成、進(jìn)展和轉(zhuǎn)移高度相關(guān)。因此，研究人員試圖研究METTL14是否調(diào)控肺腺癌的糖酵解過程。鼓舞人心的是，研究人員觀察到，與對(duì)照組相比，敲低METTL14導(dǎo)致A549和H1299細(xì)胞的乳酸生成和葡萄糖攝取減少。此外，ECAR的動(dòng)力學(xué)特征表明，METTL14缺失后，糖酵解功能顯著下降，伴隨著糖酵解、糖酵解能力和糖酵解儲(chǔ)備降低。
研究小結(jié)
本研究結(jié)果表明，METTL14顯著提高了G6PD在肺腺癌組織和細(xì)胞中的m6A水平。此外，IGF2BP2被確定為穩(wěn)定G6PD，促進(jìn)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵。因此，靶向METTL14-IGF2BP2-G6PD通路有望成為治療人類肺腺癌的新策略。
聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息，如作者信息標(biāo)記有誤，或侵犯您的版權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們，我們將在及時(shí)修改或刪除內(nèi)容，聯(lián)系郵箱：marketing@360worldcare.com
