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Cancer Cell | 肿瘤编码与非编码RNA m6A修饰研究进展综述

发布时间:2020-03-25 11:22     文章来源:未知     作者:凯发k8国际首页登录

RNA m6A修饰是近期炙手可热的热点研究方向之一。近日,一篇在线发表在Cancer Cell》杂志上的来自美国希望之城Beckman研究所陈建军教授的综述文章,系统回顾了目前编码与非编码RNA的m6A修饰研究进展,以及在肿瘤中的作用

 

 

m6A修饰指的是RNA中A碱基的6位N元素上增加一个甲基的修饰方式,是可逆的,也是目前RNA中研究最清楚的。具体化学结构式如下图:

 

图片来源:cancer cell

 

RNA m6A修饰最早报道于1974年,目前已经在绝大部分的生物中发现了RNA的m6A修饰。

 

2011年,研究发现高度保守的FTO酶是一种m6A修饰的去修饰酶,这让人们意识到RNA的m6A修饰是一种可逆的修饰形式

 

2012年,发现通过meRIP在全转录组水平系统分析了细胞内总RNA中m6A修饰的状况。全转录组中RNA修饰的变化还催生了一个新型的生物学调控机制概念的形成——“表观转录组”。

 

 

 

RNA m6A修饰动态可逆

 

 

RNA的m6A修饰由修饰酶和去修饰酶动态调控,这些酶被形象的称为“Writer”和“Eraser”。

 

m6A Writer酶包括METTL3/METTL14/WTAP复合体以及其他几个亚基。METTL3是核心催化亚基,催化SAM的甲基转移到A碱基的N6位点。METTL14帮助稳定METTL3,也可识别组蛋白的H3K36me3修饰,调控修饰位点选择。METTL16,ZCCHC4和METTL5则在其他RNA分子类型的m6A修饰中起作用。

 

RNA的m6A修饰可以由Eraser酶催化去修饰。目前已报到的m6A Eraser酶包括FTO和ALKBH5。其中FTO可以催化m6A或m6Am的去甲基化,ALKBH5则更特异性的对m6A修饰起作用。

 

 

m6A修饰对RNA的调控作用

 

 

m6A修饰对RNA的功能等各方面都有一定的调控作用,可以通过改变结合蛋白的差异参与包括可变剪切调控,RNA出核,RNA降解,mRNA特殊翻译机制等过程的调控。

 

m6A修饰的识别蛋白“Reader”是介导这些功能机制的重要因素。这些Reader分布在细胞核和细胞质中,可以介导不同的作用途径。

 

长链非编码RNA也有m6A修饰的一些报道,例如在lncRNA的蛋白互作机制,miRNA的成熟,circRNA的翻译等过程。

 

图片来源:cancer cell

 

 

肿瘤中常见m6A修饰相关酶的变化

 

 

大量研究显示三种m6A修饰相关酶在多种人类肿瘤中发生了一些微妙的变化,这些变化可以通过影响特定RNA分子或总体RNA m6A修饰水平,在肿瘤发生发展中发挥作用,下图汇总了常见m6A修饰相关酶在肿瘤中的变化:

 

图片来源:cancer cell

 

红色表示类癌基因的作用;绿色代表类抑癌基因作用;黄色表示不同研究报道中情况有冲突。

 

 

肿瘤中m6A修饰异常的机制

 

 

除了RNA m6A修饰相关酶的一些变化,肿瘤中还存在其他的改变RNA m6A修饰的机制,包括由点突变导致的获得或丢失特定m6A修饰的情况。

 

环境因素也可以通过改变m6A修饰状态对肿瘤的发生发展产生影响,包括吸烟,病毒感染等致癌因素与RNA m6A修饰状态有关。

 

图片来源:cancer cell

 

 

靶向RNA m6A修饰与肿瘤治疗

 

 

MO-I-500是一种FTO的特异性抑制剂,可以对三阴性乳腺癌有一定的抑制作用。甲氯芬那酸(MA)对FTO酶也有一定的抑制作用,研究报道MA能够抑制胶质母细胞瘤的增殖。这些RNA m6A修饰相关酶都显示了作为潜在肿瘤治疗靶点的可能性。

 

免疫治疗是近期肿瘤治疗的热点,m6A修饰也参与一些肿瘤免疫治疗相关基因的表达调控,包括PD-1,CXCR4等等,靶向干预这些基因RNA的m6A修饰也可以在肿瘤免疫治疗中开辟新的思路。

 

图片来源:cancer cell

 

最后,本文系统汇总了目前在肿瘤中编码和非编码RNA的m6A修饰研究主要进展,感兴趣的可以查阅原文哦。

 

总体而言mRNA中m6A修饰的研究相对充足一些,非编码RNA,包括circRNA的m6A修饰研究还有很多需要探索的问题,是circRNA研究的一个重要机会!

 

参考文献:
[1] Huang, H. et al. m(6)A Modification in Coding and Non-coding RNAs: Roles and Therapeutic Implications in Cancer. Cancer Cell. 2020. 
 

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