STC-15

往期回顾 科研热点 重大发现！《Cell》揭示m6A-cenRNA调控癌细胞着丝粒稳态的机制，提出癌症治疗新策略 R-loop与m6A修饰：从癌症起源到临床治疗中的潜在靶点 云序生物助力单细胞测序+RNA修饰双剑合璧：破译生命密码！ Mol Cell重磅：铁死亡调控新机制！看caRNA-seq与单碱基m6A测序（GLORI）如何强强联手! 客户文章 云序用户重磅突破：m6A-去泛素化-组蛋白丙酰化共同调控脂肪肝的分子密码 《Nat. Commun》重磅：云序m7G修饰+单细胞测序破译过敏性鼻炎加重新机制！ 客户文章Molecular Cancer IF=27.7 | NSUN6调控m5C修饰揭示宫颈癌放疗抗性新机制 用户文章 IF=19.2|范先群院士团队利用m1A MeRIP-seq联合多组学测序揭示眼黑色素瘤调控新机制 1区，IF=7.561｜曹雪涛院士团队揭秘2’-O-甲基化修饰对先天免疫及病毒感染的影响 新品发布 1次检测，同步解锁6种cfRNA修饰！云序新品LIME-seq重磅发布，捕捉早期癌前病变！ 超重磅| 云序生物获得北京大学伊成器&王晶团队m6A 单碱基测序金标准GlORI授权！ Nat Biotechnol IF=47 | BID-seq:一种基于单碱基分辨率的假尿嘧啶（Ψ）修饰定量测序检测方法 引 言 RNA修饰是指RNA分子经过化学修饰（如甲基化）后调控其功能的过程。自1957年在酵母RNA中发现假尿苷（Ψ）这一RNA修饰以来，科学家们已在编码RNA（mRNA、tRNA、rRNA）和非编码RNA（miRNA、lncRNA、snRNA）中鉴定出170多种RNA修饰。以前由于检测技术的限制，这些RNA修饰的生物学功能并未被充分认识，直至2008年植物m6A修饰的功能被揭示，以及甲基转移酶（Wirter）、去甲基化酶（Eraser）和修饰识别蛋白（Reader）（RNA修饰的功能实现依赖于这三类关键蛋白）的发现，人们才逐渐认识到RNA修饰的重要性。云序生物提供RNA修饰测序一站式服务，涵盖m6A、m5C、m1A、m7G、m3C、ac4C、NM、O8G和Ψ等多种修饰，产品线齐全，为科研人员提供高灵敏度和高分辨率的分析技术。 目前针对这些调控蛋白的小分子药物仍然有限，如何系统性挖掘并开发RNA修饰相关的治疗手段，仍是有待解决的问题。2025年9月17日，「表观转录组学」开创者何川教授（芝加哥大学）团队在《Nature Reviews Drug Discovery》（IF=101.8）发表了一篇题为《RNA modification systems as therapeutic targets》的综述，系统阐述了RNA修饰在疾病发生中的作用及其作为新型治疗靶点的潜力，并指出RNA修饰调控机制在癌症、免疫疾病、神经退行性疾病及病毒感染等多个领域具有广阔的治疗前景，为未来药物开发提供了新的方向。 标题：RNA modification systems as therapeutic targets 发表时间：2025/09/17 发表期刊：Nature Reviews Drug Discovery 影响因子：101.8 发表单位：芝加哥大学 RNA修饰、调控蛋白及分子功能 在RNA修饰中，N6-甲基腺苷（m6A）、N7-甲基鸟苷（m7G）、2′-O-甲基化（NM）、假尿苷（pseudouridine, Ψ）、N1-甲基腺苷（m1A）和5-甲基胞嘧啶（m5C）代表了参与调控基因表达和细胞过程的关键化学标记（表1）。与组蛋白和DNA上的表观基因组修饰类似，RNA修饰可以在不改变DNA或RNA序列的情况下影响基因表达。 表1 RNA修饰、调控蛋白和分子功能 01 N6-甲基腺苷（m6A） 云序相关产品：GLORI；m6A MeRIP-Seq m6A是哺乳动物mRNA中最丰富的内部修饰，平均每个转录本具有3个m6A修饰，其共识序列为RRm6ACH（R=A/G；H=A/C/U）。尽管m6A在mRNA的各个区域均有分布，但在3’UTR区（非翻译区）和终止密码子附近富集。m6A主要由Writers METTL3/METTL14复合物沉积，可被Erasers FTO和ALKBH5去除，并通过YTH家族等Readers发挥作用。m6A修饰的RNA与Reader蛋白质结合蛋白（RNA Binding Protein, RBP）的结合调控RNA的加工、运输、翻译和稳定性，进而影响干细胞分化、组织发育、神经功能及肿瘤发生（图1）。 图1 m6A修饰及其调控蛋白 1）m6A Writers METTL3、METTL14及其抑制剂 作为首个被证实动态可逆的RNA修饰，m6A的调控网络和疾病功能已被系统解析。METTL3、METTL14和调控亚基WTAP是沉积m6A的主要Writer复合物的关键组分。METTL3表现出催化活性并结合甲基供体S-腺苷甲硫氨酸(SAM)，而METTL14稳定甲基转移酶复合物以促进RNA结合和甲基化。 m6A mRNA甲基化可通过影响RNA翻译和稳定性来影响许多致癌通路（图2）。约1.5%的子宫内膜癌患者在METTL14中具有R298P突变残基，该突变会改变其基序（motif）偏好，并且METTL3在很大比例的子宫内膜癌组织中下调（与邻近正常组织相比），导致m6A甲基化水平低。由此产生的PHLPP2 mRNA的低甲基化减少了AKT激酶的这种负调节因子的翻译，而编码AKT正调节因子mTORC2成分的mRNA的低甲基化阻止了mRNA衰变并增加了mTORC2的表达(图2a)。最终，AKT途径被激活，刺激子宫内膜癌的增殖和致瘤性。 图2 m6A调节的信号通路 p53通路也受m6A调控(图2b)。METTL3-METTL14复合物甲基化编码p53抑制因子MDM2的mRNA。急性髓细胞性白血病（Acute myeloid leukemia，AML）样本中METTL3和METTL14的表达均升高。因此，与健康个体相比，AML患者的MDM2 mRNA高度甲基化，增加了MDM2蛋白的表达并抑制p53的信号传导。有趣的是，METTL3也与MDM2竞争p53结合，从而稳定p53，二者互作促进了METTL3介导的m6A甲基化，进而形成正反馈回路。 m6A甲基化对免疫功能也很重要，METTL3对编码JAK-STAT信号传导抑制剂SOCS家族的转录物的甲基化对于维持T细胞稳态和分化是必不可少的（图2c)。总的来说，调控m6A修饰可能是一种抗感染、调节免疫反应和增强免疫治疗效果的新策略（图3）。 图3 靶向RNA修饰的潜在治疗应用 对METTL3和METTL14的功能研究表明，它们在多种癌症中具有致癌作用，对其进行敲低可以抑制肿瘤发展。目前，科学家们利用METTL3的晶体结构，已开发出几种METTL3抑制剂(图4)。UZH1a能够抑制METTL3的催化活性和肿瘤细胞系；UZH2可减少AML细胞中80%的m6A修饰，且对其他甲基化修饰基本没有影响。化合物STM2457是首个非腺苷结构的METTL3抑制剂，在AML细胞中能够抑制METTL3甲基转移酶活性，从而抑制肿瘤生长并延长生存期，其优化衍生物STC-15已进入实体瘤临床试验（NCT05584111）（图5）。 图4 靶向RNA修饰Writer、Eraser和Reader蛋白的抑制剂 2）m6A Erasers FTO和ALKBH5及其抑制剂 m6A Erasers FTO（脂肪含量和肥胖相关蛋白）和ALKBH5(AlkB同源蛋白5)揭示了RNA m6A可以主动去甲基化。FTO作为首个被鉴定的RNA去甲基化酶，其介导过程是细胞环境依赖性的，在大多数癌症中具有致癌作用，但在一些癌症中也表现出肿瘤抑制作用。FTO在AML和乳腺癌等癌症中过表达，通过去甲基化致癌转录本（如MYC）促进肿瘤发生。 与对一系列不同类型的RNA甲基化表现出催化活性的FTO不同，ALKBH5以mRNA m6A作为其唯一已知底物。众多研究揭示了FTO和ALKBH5在哺乳动物组织中的不同表达模式，ALKBH5在睾丸和肺中高度表达，而FTO在脑和心脏中富集。ALKBH5也参与免疫细胞代谢。DEAD-box(DDX)解旋酶招募ALKBH5去甲基化m6A标记的抗病毒转录本，抑制病毒感染后I型干扰素的产生。双链DNA或人巨细胞病毒触发的I型干扰素产生也受ALKBH5调控。ALKBH5通过增加细胞因子IL8的分泌，对肿瘤相关巨噬细胞的功能也很重要。缺氧诱导的ALKBH5在胶质母细胞瘤干细胞（GSC）、AML和乳腺癌中高表达，通过调控NANOG等干细胞因子维持癌症干细胞特性。 利用FTO在癌症中的机制研究和可用的晶体结构，已经开发了FTO的多种小分子抑制剂（图4）。例如，天然产物大黄素（rhein）在体外与FTO活性位点竞争性结合，对细胞内的m6A去甲基化具有中等抑制活性。FB23和FB23-2直接选择性结合FTO，抑制其酶活性。FB23-2能够高效抑制多种AML和异种移植小鼠原代细胞的增殖（图5b）。高效FTO抑制剂CS1和CS2似乎都抑制癌细胞的免疫检查点基因表达和免疫逃避，使用类似的方法开发了两种FTO抑制剂FTO-02和FTO-04，可以阻止患者来源的GSCs中神经球的形成，而不抑制健康对照细胞的生长。 人们还致力于开发ALKBH5抑制剂（图4）。通过基于晶体结构的计算机筛选，ALK-04被鉴定为第一个ALKBH5特异性抑制剂。最近，通过高通量荧光偏振分析发现了一类ALKBH5抑制剂，具有1-芳基-1H-吡唑骨架，其中化合物20m显示出对ALKBH5超过1000倍的选择性（图4d）。 图5 靶向m6A Writer、Eraser和Reader蛋白的抑制剂可在小鼠AML模型中发挥抑制作用 3）作为m6A Readers的YTH结构域蛋白及其抑制剂 m6A的调控很大程度上依赖于其结合蛋白，研究最充分的readers是包含YT521-B同源（YTH）结构域的家族蛋白YTHDF1、YTHDF2、YTHDF3、YTHDC1和YTHDC2。研究表明，YTHDF1通过与翻译机制的相互作用促进其m6A靶转录本的翻译，在许多肿瘤中表达升高，在卵巢癌和膀胱癌等中有致癌作用，并且与不良预后有关。YTHDF2结合m6A修饰的mRNA，招募CCR4-NOT去腺苷酸酶复合体，并定位于RNA加工体以促进mRNA降解。YTHDF3与YTHDF1和YTHDF2协同调控m6A修饰RNA的翻译和降解，能够促进乳腺癌的脑转移。 与细胞质YTHDF蛋白相比，YTHDC1和YTHDC2是定位于细胞核的m6A reader蛋白。YTHDC1通过与剪切和出核因子SRSF3的互作调控pre-mRNA剪切和出核，其功能与多种疾病相关。YTHDC1通过形成核凝聚物保护m6A mRNA免于核衰变，从而促进AML细胞存活。YTHDC2调控m6A修饰RNA的翻译和降解，能够调节精子发生。 除了YTH家族蛋白外，还鉴定了其他m6A结合蛋白。这些蛋白通过稳定m6A修饰RNA并促进其翻译来发挥功能。胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白IGF2BP是细胞质m6A结合蛋白。IGF2BP1、IGF2BP2和IGF2BP3共同结合m6A的保守KH(hnRNP-K homology)结构域。IGF2BP蛋白稳定m6A转录本并促进翻译。真核起始因子3(eIF3)在5’UTR处与m6A结合并促进帽非依赖性翻译。异质核糖核蛋白HNRNPA2B1、HNRNPC和HNRNPG是通过结构转换机制结合m6A甲基化初级miRNA转录本的核蛋白。 非选择性YTHDF抑制剂ebselen通过监测化合物对YTH结构域色氨酸荧光猝灭效应来鉴定(图4e)。第一个YTHDF1靶向抑制剂是Salvianolic acid C，在脆性X综合征的神经细胞模型中显示出治疗潜力。DC-Y13-27是通过筛选发现的YTHDF2靶向抑制剂，对YTHDF1抑制具有选择性，能够导致RNA衰变受到抑制(图4e)。还有一些靶向IGF2BP的抑制剂，例如，BTYNB阻断IGF2BP1与MYC m6A-RNA的相互作用；在虚拟筛选中发现的CWI1-2选择性与IGF2BP2的KH4结构域相互作用，能够抑制体外和体内AML细胞的生长（图5c）。 02 N7-甲基鸟苷（m7G） 云序相关产品：m7G Alikaniline-Seq；TRAC-Seq；m7G MeRIP-Seq m7G修饰存在于各种RNA中，包括tRNA、mRNA和rRNA（表1）。在tRNA中，m7G甲基化高度保守，通常位于第46位碱基。m7G与相邻核苷酸相互作用产生正电荷并稳定tRNA结构以减少核糖体暂停，从而维持翻译效率。在mRNA上，m7G在mRNA 5'端加帽过程中沉积，随后m7G与帽结合复合体和翻译起始因子eIF4E互作促进RNA剪切、出核和翻译。哺乳动物mRNA也可能具有内部m7G修饰，其在帽m7G非依赖性机制中调控翻译。RBP quaking 7(QKI-7)已被表征为内部m7G的reader蛋白之一。化疗应激过程中，过表达QKI-7有助于m7G标记mRNA在应激颗粒中的定位，并使癌细胞对阿霉素治疗敏感。在miRNA上，内部m7G修饰能够防止miRNA形成二级结构，从而干扰促进其加工成熟过程。 1）m7G修饰的调控蛋白 在人类细胞中，METTL1及其辅助因子WD重复域4(WDR4)形成甲基转移酶复合物，用于催化tRNA和某些mRNA上的m7G。METTL1和WDR4可以通过增加tRNA的丰度和m7G甲基化驱动肿瘤发展。高METTL1表达水平与癌症患者的生存率低有关，并且在各种癌症细胞系中敲低METTL1阻碍了细胞生长和致肿瘤性。Arg-TCT tRNA和METTL1在AML和胶质母细胞瘤细胞中都表现出致癌作用。METTL1通过tRNA m7G调控mRNA技术的致癌作用也在肺癌、头颈部鳞状细胞癌和肝癌中有报道。 METTL1也可能通过在miRNA上安装m7G修饰抑制肿瘤发展，这表明m7G对不同RNA种类可能具有不同的影响。此外，METTL1过表达可以使肿瘤细胞对顺铂治疗敏感。 2）m7G修饰的抑制剂 METTL1和WDR4的致癌作用使它们成为癌症治疗的潜在靶点，但目前还没有针对METTL1或WDR4的抑制剂。针对METTL1-SAM结合口袋中关键残基的小分子可能会表现出抑制作用，但需具有特异性，以避免抑制其他基于SAM的酶。或者由METTL1-WDR4复合物的晶体结构引导设计干扰其相互作用的抑制剂。在METTL1抑制不利于疾病预后的情况下，鉴定m7G结合蛋白可能潜在地揭示更多的治疗靶点。 03 5-甲基胞嘧啶（m5C） 云序相关产品：m5C Bis-Seq；m5C MeRIP-Seq m5C修饰广泛存在于各种RNA中，包括mRNA、tRNA、rRNA、lncRNA和miRNA(表1)。NSUN家族蛋白和TRDMT1是m5C修饰的甲基转移酶，能够增加tRNA和mRNA的稳定性，控制密码子识别从而调控蛋白质合成。在rRNA中，m5C修饰的NSUN1和NSUN5对三级结构和核糖体的形成和成熟过程很重要。NSUN2、NSUN3和NSUN4介导的线粒体m5C RNA甲基化调控线粒体翻译。mRNA在其编码序列中具有丰富的m5C修饰，降低翻译效率但加快了mRNA从细胞核向细胞质的出核过程。 1）m5C修饰的调控蛋白 NSUN2是研究最充分的m5C甲基转移酶，其表达和tRNA、mRNA和lncRNA上的m5C修饰在各种癌症中上调，并与不良预后有关。甲基转移酶TRDMT1在细胞质中催化tRNA m5C甲基化，并被招募到DNA损伤位点促进RNA在DNA：RNA杂合体上的甲基化。这些甲基化位点被m5C reader蛋白RAD52结合以启动同源重组DNA修复途径。抑制TRDMT1-RAD52轴诱导凋亡，并使癌细胞对放疗和PARP抑制剂敏感。FMRP是一种由TRDMT1募集的潜在m5C reader，并与m5C去甲基化酶TET1相互作用以氧化DNA损伤位点的m5C。因此，靶向TRDMT1可以为同源重组缺陷癌症提供替代治疗策略。 除此RAD52和FMRP，m5C还被两种reader蛋白ALYREF和YBX1富集。ALYREF结合mRNA m5C并促进其靶标出核，在HCC、膀胱癌、神经母细胞瘤和胶质母细胞瘤中高表达。在这些癌组织中，ALYREF似乎稳定和维持甲基化致癌转录物如MYC和PKM2的表达，并且敲低ALYREF能够抑制胶质母细胞瘤细胞生长和体内肿瘤形成。靶向ALYREF的小分子可能对各种癌症，特别是MYC驱动的癌症具有临床价值。在病毒感染中，ALYREF出核m5C甲基化病毒RNA并增加逆转录病毒复制。因此，ALYREF抑制剂也可能有阻碍病毒感染的潜力。 YBX1是另一种m5C结合蛋白，在膀胱癌中高表达，且与膀胱癌进展呈正相关。YBX1通过招募RNA稳定剂ELAVL1来稳定m5C高甲基化致癌转录物HDGF，从而促进肿瘤发生。 2）m5C修饰的潜在抑制剂 RNA m5C可以通过氧化成5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）被去除。已知TET蛋白能够氧化DNA上的5-甲基胞嘧啶（5mC），后来研究证实它们也能氧化RNA m5C。TET基因，特别是TET2，在人类癌症中经常发生突变，例如在约20%的白血病患者中发现了TET2突变。一项研究表明，TET2介导的TSPAN13上的m5C氧化阻止了reader蛋白YBX1对m5C的识别和稳定，从而抑制白血病干细胞的自我更新。TET2在DNA 5mC去甲基化中具有积极作用，癌症组织中的TET2突变与增强子中DNA甲基化的变化有关。了解TET2对RNA和DNA的氧化之间的相互关系以及其与白血病发展的相关功能至关重要。迄今为止，尚未设计出针对m5C调节蛋白的抑制剂，但这些抑制剂可能具有治疗潜力。 04 N1-甲基腺苷（m1A） 云序相关产品：m1A-MAP-Seq；m1A MeRIP-Seq m1A修饰存在于tRNA、mRNA、rRNA和lncRNA中（表1）。在tRNA上，m1A有助于维持tRNA稳定性并调控翻译起始和延伸过程。在mRNA上，m1A修饰在5’UTR（5’非翻译区）富集，并与替代翻译起始位点相关。 1）m1A修饰的调控蛋白 TRMT6-TRMT61A复合物、TRMT61B和TRMT10C是m1A甲基转移酶，其底物包含各种RNA。TRMT6-TRMT61A通过识别T环（T-loop）和发卡结构甲基化tRNA和mRNA。m1A甲基转移酶的异常表达与癌症有关。例如，TRMT6、TRMT61A或TMRT61B的高表达与胶质瘤患者生存率低有关。在HCC中观察到TRMT6和TRMT61A mRNA的高表达以及m1A丰度的增加。从机制上看，TRMT6-TRMT61A的m1A修饰确保了PPARG mRNA的正确翻译，PPARG调节胆固醇生物合成并激活Hedgehog信号。抑制TRMT6-TRMT61A调节PPARG翻译来抑制HCC肿瘤发生。 TRMT61B对线粒体mRNA的甲基化降低了蛋白质的产生。TRMT61B还会甲基化线粒体16S rRNA m1A，TRMT61B 和其他线粒体基因的异常表达存在于阿兹海默病中，可能扰乱线粒体功能，但机制尚不清楚。TRMT10C酶甲基化线粒体tRNA，其突变与翻译受损引起的线粒体疾病有关。此外，TRMT10C已被报道对妇科癌症有致癌作用。 目前已经发现了几种m1A去甲基化酶。ALKBH1酶能够在大多数tRNA中去甲基化m1A。这种m1A去甲基化导致起始甲硫氨酸tRNA的降解，ALKBH1的缺失增加了起始甲硫氨酸tRNA的稳定性和翻译效率。ALKBH1在疾病组织中表达异常，但其机制尚未得到广泛研究。在胰腺癌患者中，ALKBH1基因表达水平与不良预后呈负相关。ALKBH1表达水平也与心血管疾病有关；然而，这种联系是否依赖于m1A尚不清楚。 ALKBH3能够去甲基化DNA和RNA上的m1A，并在rRNA、tRNA和mRNA上具有活性。由于ALKBH3缺失导致m1A在tRNA上积累从而减少了蛋白质的合成。敲低ALKBH3也抑制癌细胞增殖。在卵巢癌和乳腺癌中，ALKBH3水平升高，这种蛋白质能够去甲基化细胞因子CSF-1的mRNA。因此，CSF-1 mRNA的半衰期延长，CSF-1蛋白水平升高促进转移和侵袭。ALKBH1和ALKBH3水平与胶质瘤患者的生存率低有关。 2）m1A修饰抑制剂的应用潜力 在一个破坏TRMT6-TRMT61A复合物形成的抑制剂筛选中鉴定出一种抗微生物药物，四甲基二硫化秋兰姆(thiram)(图4g)。尽管TRMT6-TRMT61A复合体的直接干扰尚未得到验证，但thiram抑制肝肿瘤的生长并特异性地降低m1A丰度。因此，这项工作证明了靶向m1A writers进行癌症治疗的潜力。 总的来说，m1A依赖性RNA调节在细胞过程和疾病发病机制中发挥作用，这表明靶向m1A甲基化酶和去甲基化酶的潜力。未来针对这些酶的选择性和强效小分子抑制剂的开发将能够在各种治疗领域验证这些假设。 05 假尿苷（Ψ） 云序相关产品：BID-Seq；Ψ-RIP-Seq Ψ是尿苷的一种异构体，是第一个被发现的RNA修饰，也是最丰富的RNA修饰，广泛存在于rRNA和tRNA中(表1)。尽管其丰度较低，但Ψ也存在于其他RNA物种中，包括miRNA和mRNA。rRNA上的假尿苷常见于核糖体的功能区域，如肽转移酶中心、解码区域、大的rRNA亚基和亚基间桥。这些位点的假尿苷缺失会干扰翻译或核糖体的生物发生。tRNA和mRNA上的Ψ也调控翻译。高度保守的tRNA Ψ以及反密码子茎和环区域中的Ψ能够调节碱基与密码子的配对。mRNA终止密码子UAA、UAG或UGA的假尿苷化导致终止密码子通读。snRNA中发现的假尿嘧啶可以调控剪接。 1）Ψ修饰影响疾病发生 假尿苷化可以直接由假尿苷合成酶（PUS）酶或假尿苷合成酶恶性蛋白（DKC1）催化，后者由具有H/ACA motif的snoRNA引导。mRNA的假尿嘧啶化在热休克和应激反应中动态调节，但疾病刺激是否导致不同的假尿嘧啶化模式需要进一步研究。已有研究支持Ψ修饰失调影响疾病的观点。例如，有助于U2剪接体RNA假尿苷化的snoRNA SCARRNA15表达与MYC的表达水平相关。由SCARRNA15引导的Ψ调节肿瘤抑制基因的剪接和癌细胞生长。同样，snoRNA SNORA24也通过Ψ调节的翻译在HCC中发挥关键作用。 2）Ψ修饰抑制剂的应用潜力 通过监测Ψ水平，小分子C17被鉴定为PUS7催化活性的抑制剂。C17在纳摩尔浓度下抑制胶质母细胞瘤干细胞（GSC）生长，并抑制小鼠肿瘤生长。进一步研究Ψ及其结合蛋白的疾病功能应该能够揭示更多潜在的治疗靶点，特别是现在已经开发出一种名为BID-Seq的定量测序方法，用于在单碱基分辨率下进行Ψ的基因组定位。 06 2’-O-甲基化（Nm） 云序相关产品：NM-Seq；2’-O-RiboMeth-Seq Nm表示来自四种核糖核苷酸中任何一种核糖2’-羟基的甲基化，存在于tRNA、rRNA、snRNA、小非编码RNA和mRNA中(表1)。与核碱基修饰不同，Nm不直接干扰Watson-Crick碱基对。然而，Nm修饰保护RNA免受核酸酶活性的影响，增强RNA-RNA互作，破坏RNA-蛋白质互作并干扰RNA三级结构。因此，Nm对于调节RNA稳定性、翻译和剪接是十分重要的。 1）Ψ修饰的调控蛋白 tRNA Nm甲基转移酶由与X连锁智力障碍相关的基因FTSJ1编码。在snoRNA的引导下，甲基转移酶原纤蛋白（FBL）能够甲基化rRNA。FBL的敲低减少了核糖体的生物合成和蛋白质的合成。FBL还可以催化mRNA上的内部Nm，其中编码序列中的Nm修饰导致mRNA丰度增加，但阻碍了转录。FBL在各种癌症中过表达，并且可能有助于肿瘤细胞的生长。 Nm修饰在区分自身和非自身转录本中也具有重要作用。在mRNA生物合成期间，帽子甲基转移酶CMTR1和CMTR2对mRNA帽连续进行Nm修饰能够阻止自身RNA的先天免疫应答。CMTR2的敲除去除了Cap2甲基化并激活抗病毒基因。在相关机制中，HIV-1 RNA招募宿主甲基转移酶FTSJ3，进行内部Nm修饰并逃避免疫监视。 2）Nm修饰抑制剂的应用潜力 尽管Nm修饰在多种疾病中占据重要地位，但靶向Nm修饰调控蛋白的抑制剂开发仍然有限。选择性抑制剂可能会为智力障碍、癌症和病毒感染的治疗提供新的应用方向。 云序客户相关产品文章列表 01 云序客户m6A修饰部分文章列表 上下滑动查看更多 02 云序客户m7G修饰文章列表 上下滑动查看更多 03 云序客户m5C修饰文章列表 上下滑动查看更多 04 云序客户m1A修饰文章列表 05 云序客户Nm修饰文章列表 机遇与挑战 越来越多的证据表明，多种RNA修饰在许多疾病中具有显著作用（图3）。这些发现开辟了一种新的治疗靶点。METTL3特异性抑制剂STC-15的临床前成功表明，抑制METTL3的m6A甲基化功能可能具有抗肿瘤作用，并暗示了其他靶向调节m6A的蛋白质具有治疗潜力。尽管靶向m6A以外RNA修饰的抑制剂开发仍然有限，但m7G、m5C、m1A、Ψ和Nm修饰在疾病发病机制中的重要性表明，这些途径也可能是重要的治疗靶点。干细胞治疗是另一个可能从抑制m6A效应蛋白的药物中受益的领域。靶向m6A通路可能为克服扩增干细胞用于治疗用途的挑战提供机会。 尽管RNA修饰作为治疗靶点具有巨大潜力，但将研究得出的小分子药物应用于临床仍然存在挑战。例如，靶向RNA修饰蛋白的分子可能需要在特定的时间窗口内给药，因为RNA修饰的功能高度依赖于环境和时间。此外，靶向writer蛋白的抑制剂可能需要适当的剂量，以平衡作为疾病治疗的风险和益处。这些抑制剂还可以与靶向递送和控制释放相结合，以在疾病部位实现特异性抑制。通过敲低writer来规模去除RNA修饰可能是致命的，而敲低单个reader可能对细胞存活无害。 RNA修饰蛋白和RNA结合蛋白通常具有相似的催化结构域或结合口袋，因此开发特异性抑制剂可能具有挑战性。因此，为实现特异性抑制，设计小分子时应考虑如何实现对特定底物结合域的干扰。此外，更好地了解相似蛋白如何实现底物和功能选择也将有助于开发特异性抑制剂。 在RNA治疗领域也取得了令人兴奋的进展，其中理解不同RNA修饰功能可以对合成RNA分子进行加工以实现某些化学和生物学特性。例如，许多RNA修饰（包括m6A、m5C和m7G修饰）可以减轻免疫原性，同时增加翻译效率。 总体而言，大量研究表明，RNA修饰的调控对疾病有影响，调节这些修饰的蛋白质可能是治疗靶点。特异性靶向RNA修饰和有效的抑制剂可能有希望在临床上成功应用。然而，需要更多工作来建立异常RNA修饰与人类疾病发生和发展之间的联系，并且需要仔细开发具有良好选择性和效力的抑制剂。 有需要的老师可以扫描下方二维码 云序生物提供专业的技术支持服务！您可以通过以下方式联系我们： 1.扫码关注【上海云序生物】公众号，获取更多资讯，也可直接在公众号后台留言咨询； 2.电话咨询：021-64878766，专业团队实时接听，为您解答疑问； 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RNA修饰测序技术 专利授权GLORI技术：获北京大学《Nature Biotechnology》发表的单碱基分辨率m6A测序金标准专利授权，实现RNA甲基化图谱的精准解析。 全面单碱基修饰检测：提供m6A、ac4C、m5C、m7G、m1A、O8G等全类别RNA修饰单碱基测序服务，覆盖修饰研究全维度需求。 2. 环状DNA研究全链条服务 核心资源：独家代理国际知名品牌A&A Bio的环状DNA富集纯化柱，实现环状DNA的高效富集，为环状DNA测序保驾护航。 系统性服务：全面提供Circle-Seq、体液eccDNA测序、体液eccDNA甲基化测序等特色服务。  3. 临床微量样本解决方案 针对血浆、FFPE、微量细胞等珍贵样本，推出高灵敏度表观组与转录组技术，如cfMeDIP-Seq，cfDNA EM-Seq，超微量MeRIP-Seq，绝对定量cfRNA测序等。 4. 表观遗传组综合研究平台 覆盖DNA/RNA互作、染色质开放性、组蛋白修饰全维度，如：   R-loop研究（ssDRIP-Seq、DRIPc-Seq） 蛋白-RNA互作（RIP-Seq、RNA Pull-down-MS） 染色质可及性（ATAC-Seq） 组蛋白修饰 （CUT&Tag、ChIP-Seq） DNA修饰（MeDIP-Seq、hMeDIP-Seq和EM-Seq）  5. 前沿时空组学技术 提供各类前沿单细胞多组学与空间原位分析技术，如3’/5’端单细胞转录组测序、单细胞BCR/TCR测序、单细胞ATAC-Seq、单细胞组蛋白修饰测序和空间转录组等。 ·云序生物全产品目录·RNA修饰组 单碱基法 抗体富集法 m6A GLORI seq m6A MeRIP seq (Spike In Plus) m5C Bis seq m5C MeRIP seq m7G AlkAniline seq m7G MeRIP seq m7G TRAC seq m1A MAP seq m1A MeRIP seq ac4C Reda C:T-Seq acRIP-Seq 假尿嘧啶 BID-Seq Ψ-RIP-Seq 单碱基O8G miseq O8G-RIP-Seq 2'-O甲基化NM-Seq 糖基化RNA GlycoRNA-Seq m3C AlkAniline seq m6Am-Exo-Seq 小RNA 2'-O-RiboMeth-Seq 5hmC hMeRIP-Seq LIME-Seq DNA修饰组 5mC DNA甲基化测序 5hmC DNA羟基化测序 5mC cfDNA/ctDNA甲基化测序 5hmC cfDNA/ctDNA羟基化测序 5mC DNA甲基化测序（EM-Seq） 6mA DNA甲基化测序 O8G DNA修饰测序 5caC DNA羧基胞嘧啶测序 5fC DNA甲酰基胞嘧啶测序 表观基因组 ATAC-Seq Cut&Tag ChIP-Seq G4 Cut&Tag G4 CHIP-Seq 转录调控组和翻译组 翻译组测序（Ribo-Seq） 新生转录本测序（Slam-Seq） 全局转录延伸测序（GRO-seq） 分子互作组 RNA Pull down-质谱/MS RIP测序 ChIRP-Seq/MS CoIP/MS ssDRIP-Seq DRIPc-Seq eCLIP-Seq R-loop Cut&Tag 转录组 全转录组测序 tRNA测序 环状RNA测序 小RNA组测序（Pandora-Seq） mRNA测序 tiRNA&tRFs测序 microRNA测序 piRNA测序 外泌体RNA测序 cfRNA测序 Dual RNA-Seq 细菌sRNA测序 LncRNA测序 caRNA测序dsRIP-Seq 单细胞测序与空间转录组学单细胞转录组测序 单细胞ATAC-Seq 单细胞ChIP-Seq 空间转录组测序 基因组 ecDNA测序（WGS） 组织细胞EccDNA测序（Circle-Seq） 体液样品eccDNA测序 体液样品eccDNA甲基化测序 环状DNA PCR验证 环状DNA Sanger测序验证 外显子组 全基因组 蛋白组 蛋白质谱 蛋白修饰质谱 定量PCR服务 RNA修饰定量PCR服务 EccDNA定量PCR服务 DNA修饰定量PCR服务 ChIP-qPCR技术服务 定量PCR芯片 RIP-qPCR技术服务 # END # 上海云序生物科技有限公司 电话：021-64878766 网址：www.cloud-seq.com.cn Shanghai Cloud-seq Biotech Co.，Ltd. 地址：上海松江莘砖公路518号24号楼4楼

人类对疾病的研究不断深入，新药研发也在持续创新。以蛋白质和基因为调控与改造目标的药物研发如火如荼，十年前科学家们一度感叹“已经没有新的靶点可供探索”。然而，ADC为代表的各类偶联药物、多靶点药物、细胞治疗等新机制的出现再次拓宽了创新的边界，显示出人类在探索生命科学与药物研发领域的步伐从未止步。 近年来，随着对RNA化学修饰研究的不断深入，科学家们发现这些修饰能够动态调控RNA的加工、翻译、稳定性和定位。更重要的是，RNA修饰的异常与癌症、免疫性疾病及神经系统疾病等多种重大疾病的发生和发展密切相关，为新一代药物研发提供了全新的方向。 我们通过一篇Nature Reveiw Drug Discovery期刊今年9月份的文章，来一起探求下RNA修饰系统作为靶点的最新研究进展。 迄今为止，已在所有RNA种类中鉴定出超过170种不同的化学修饰，下表罗列了主要RNA修饰的化学结构、调控蛋白及其分子功能。 N⁶-甲基腺苷 (m⁶A) 通路 在众多RNA修饰中，N⁶-methyladenosine（N⁶-甲基腺苷，简称m⁶A)是哺乳动物mRNA中最丰富、研究最为深入的一种内部修饰。针对该修饰，药物的干预机理主要依靠调控如下三种蛋白来改变其生物学路径。 写入器 (Writers): 这类蛋白是负责在RNA分子上“安装”化学修饰的酶。例如，甲基转移酶METTL3与METTL14形成复合物，来催化mRNA上m⁶A的形成。 擦除器 (Erasers): 这类蛋白的功能与写入器相反，负责“移除”RNA上的化学修饰，从而实现修饰的可逆性。例如，去甲基化酶FTO和ALKBH5能够移除mRNA上的m⁶A修饰。 阅读器 (Readers): 这类蛋白能够特异性识别并结合RNA上的特定修饰，进而招募其他效应因子，介导下游的生物学效应。例如，YTHDF家族蛋白能够识别m⁶A修饰，并分别调控被修饰mRNA的翻译效率或降解速率。 m⁶A通路抑制剂的研究进展 写入器“METTL3/METTL14抑制剂”开发策略 METTL3是m⁶A主要甲基转移酶，“写入”m6A修饰，许多研究通过抑制METTL3来降低m⁶A水平以遏制肿瘤进程。首个报道的METTL3小分子抑制剂STM2457是一种非腺苷类似物，具有高亲和力（Kd≈1.4 nM），结合METTL3/METTL14复合物，能有效降低细胞内m6A水平。在AML细胞和异种移植小鼠模型中，STM2457显著抑制白血病细胞增殖，延长宿主生存期，并选择性地杀伤白血病干细胞而对正常造血干细胞影响较小。 基于STM2457的试验数据，STORM Therapeutics公司优化分子STC-15，具有更优的药代动力学特性和代谢稳定性，并已作为 First-in-Class靶向RNA修饰酶的药物进入Phase1/2期临床（NCT06975293），该临床考察STC-15与PD-1药物（特瑞普利单抗，Toripalima-tpzi）联用，评估其针对非小细胞肺癌、头颈部鳞状细胞癌、黑色素瘤以及子宫内膜癌患者中的疗效和安全性，预计共纳入最多 188 名受试者，并预计2026年1月29日完成该项临床，这标志着该领域从基础研究到临床转化的一个历史性突破。 m⁶A “擦除器” (FTO/ALKBH5) 的药物开发策略 FTO是m⁶A主要去甲基酶之一，经常在某些癌症（如AML）中高表达并促进肿瘤进展。因此抑制FTO的药物有望通过提高m⁶A水平来抑制肿瘤。早期的FTO抑制剂包括天然产物rhein（大黄酸），其可与FTO活性位点结合（Kd≈2.4 μM）。此后开发的FB23和FB23-2是基于FTO结构的抑制剂，其中FB23-2针对FTO表现出更高活性，在AML模型中能够减少白血病干细胞的自我更新并促进其分化。更优化的FB23-2类似物Dac51显示出更强效的FTO抑制作用，不仅在细胞实验中抑制m6A去甲基化，更可增强抗肿瘤免疫：研究表明Dac51处理可促进肿瘤微环境中的T细胞增殖，增强小鼠对抗PD-L1免疫疗法的反应。这些结果提示，FTO抑制剂可能在直接抑制肿瘤的同时，提高肿瘤对免疫疗法的敏感性。 另一m⁶A去甲基酶ALKBH5的抑制剂也在探索中。例如，已获批的钠离子通道阻断剂MV1035被发现能够竞争性结合ALKBH5的辅因子结合位点，从而选择性抑制ALKBH5活性。在胶质瘤细胞中，MV1035抑制ALKBH5可以减慢细胞迁移并减少肿瘤侵袭性。 m⁶A “阅读器” (YTHDF, IGF2BP) 的抑制策略 YTHDF2小分子抑制剂的筛选已有报道，如天然化合物丹参酸C可结合YTHDF1/YTHDF2的m6A识别口袋（Kd≈6.3 μM），特异性地阻断YTHDF1对m⁶A的结合；人工化合物DC-Y13-27则抑制YTHDF2与m⁶A结合（Kd≈37.9 μM），从而使细胞内YTHDF2靶标mRNA积累，被认为有潜力用于提高癌细胞对放疗和免疫治疗的响应。此外，另一类读取蛋白IGF2BP家族（主要介导m⁶A mRNA的稳定与翻译）也成为关注焦点。近期研究开发了针对IGF2BP2的抑制剂如CWI1-2，能够阻断IGF2BP2与m⁶A RNA的相互作用。在小鼠白血病模型中，CWI1-2处理降低了肿瘤负荷并延长生存期，验证了读取蛋白可作为药物靶点的可行性。 挑战与总结 将RNA修饰系统用于临床治疗既充满前景也伴随挑战： 特异性: 许多RNA修饰酶家族（如ALKBH家族的去甲基化酶、YTH家族的阅读器）的成员之间，其催化结构域或结合口袋高度保守。因此，开发出能够精确靶向单一家族成员而不影响其他成员的高选择性抑制剂，防止脱靶效应，是该领域面临的主要挑战。 靶点双重功能: 如FTO和METTL3在不同组织和癌症类型中可能扮演着截然相反的角色（致癌或抑癌）。这种功能的背景依赖性对系统性用药的安全性构成了巨大隐患，需要通过精准的患者分层来解决。 非催化功能: 许多靶蛋白（如METTL3）除了其酶催化活性外，还可能发挥不依赖于该活性的“支架”功能，参与蛋白-蛋白相互作用。在这种情况下，仅抑制其催化活性的抑制剂可能无法完全阻断其生物学功能。而使用蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）技术来降解整个靶蛋白，可能会产生与催化抑制剂截然不同的生物学效应。因此，在药物开发中需要根据靶点的具体功能，谨慎选择药物的作用模式。 综上所述，靶向RNA表观转录组的疗法能否成为继激酶抑制剂和免疫检查点抑制剂之后，精准医疗领域的又一次重大革命，还有很多的路需要探索，首个进入临床的分子STC-15在临床上的表现让我们持续关注。 Reference：1-RNA modification systems as therapeutic targets, Nat Rev Drug Discov. 2025 Sep 17. doi: 10.1038/s41573-025-01280-8. 2-https://www.stormtherapeutics.com/site/assets/files/1476/storm-sitc-poster-94x46-nov24-v10c.pdf?v=4es5st 3-https://www.stormtherapeutics.com/platform/rna-modifying-enzymes/ 关于药番茄科技 我们一支致力于医药企业数智化解决方案的团队，在医药数据智能与大语言模型应用方面具有多年经验与落地的项目案例。药企AI解决方案，医药竞争格局调研咨询与解决方案业务，欢迎联系助理进一步沟通。 声明：本文内容供业内同行交流学习，不代表药番茄表平台立场，不构成任何投资意见和建议。药番茄不对任何主体因使用本文内容而导致的任何损失承担责任。内容如有疏漏，欢迎沟通指出！