WTAP

引言你以为RNA只是传递遗传信息的“信使”？太简单了！细胞内的RNA远比我们想象的更加复杂而动态。它们身上布满了各种化学修饰，就像隐藏的“暗号”或“指令”，精密地调控着基因的表达。在这张神秘的“RNA表观转录组图谱”（RNA Epitranscriptomics）上，“N⁶-甲基腺苷”（N⁶-methyladenosine, 简称 m⁶A）无疑是最受瞩目的标记之一。它被发现与mRNA的命运息息相关，尤其是加速mRNA的衰变——简单来说，带有m⁶A的信使分子似乎活不长。然而，一个令人困惑的“罗生门”出现了：如果mRNA带着加速降解的标记，它怎么来得及被细胞的“翻译机器”——核糖体读取并合成蛋白质呢？特别是当m⁶A出现在指导蛋白质合成的“编码序列”（Coding Sequence, CDS）里时，这个矛盾似乎更加突出。难道m⁶A是基因表达的“自毁开关”？核糖体是如何理解并应对这个标记的？4月30日发表在《Cell》上的一项重磅研究“tRNA modifications tune m⁶A-dependent mRNA decay”，揭开了这个谜团的惊人真相。研究人员发现，m⁶A对mRNA衰变的影响并非孤立存在，它竟然与另一种RNA分子——转运RNA（tRNA）上的特定化学修饰“握手”合作！这项研究精确地揭示，m⁶A在mRNA的编码序列中会成为核糖体的“减速带”，降低翻译效率，而tRNA上的一种特殊修饰“5-甲氧基羰基甲基-2-硫代尿苷”（mcm⁵s²U）则能像“助推器”一样，巧妙地缓解这种“减速”效应。这场mRNA与tRNA修饰之间的“双簧戏”，共同构成了调控特定mRNA（特别是那些编码关键信号通路的mRNA）命运的精妙开关。更令人警醒的是，研究发现，这套系统的失衡，竟然与人类健康，尤其是肿瘤的发生和侵袭性紧密相关！细胞如何通过协调不同类型RNA上的化学标记，来决定一个信使分子的生死？这种全新的泛表观转录组学相互作用，又将如何改写我们对基因表达调控和癌症机制的理解？m⁶A的“神秘”位置：为何有的加速衰变，有的却稳定mRNA？以往的研究发现，m⁶A修饰并非随机分布，它倾向于出现在mRNA的编码序列（Coding Sequence, 简称CDS）内部以及接近终止密码子（Stop Codon）的区域。但这种分布模式具体如何影响mRNA功能，我们并不完全清楚。为了弄清楚m⁶A的位置效应，研究人员首先利用高分辨率的m⁶A图谱技术（miCLIP）在人HEK293T细胞中绘制了m⁶A的精确位置地图。通过将m⁶A位点明确划分到mRNA的不同区域（5'UTR, CDS, 3'UTR），他们发现：那些mRNAs，如果它们的m⁶A位点仅位于3'UTR，它们的平均衰变速率并没有比没有m⁶A的mRNA更快，甚至在某些情况下，它们的稳定性略有增加。在人类细胞中，没有m⁶A的mRNA平均半衰期约7小时，而m⁶A仅在3'UTR的mRNA半衰期略长于7小时。然而，如果mRNAs的m⁶A位点位于编码序列（CDS）内部，这些mRNAs的平均衰变速率则显著提高。在人类细胞中，m⁶A位于CDS的mRNA平均半衰期显著短于7小时，而在小鼠胚胎干细胞（mESCs）中也观察到了类似的模式。这表明，m⁶A对mRNA衰变的影响并非一概而论，其位置至关重要。位于CDS的m⁶A才是加速mRNA衰变的主要“推手”。进一步分析发现，高度不稳定的mRNA在CDS中富集了m⁶A，而稳定的mRNA的CDS区域m⁶A含量较低。这与m⁶A的“元基因”（metagene）分布模式相吻合，表明m⁶A在CDS区域的富集与mRNA的快速衰变密切相关。为了在受控条件下验证这一结论，研究人员构建了一系列报告基因（Reporter Gene）。这些报告基因表达的mRNA经过精心设计，不含天然的m⁶A修饰位点，但在特定位置引入了可被甲基化的DRACH序列（m⁶A的识别基序）。他们构建了三种主要的报告mRNA：一种不含可甲基化位点作为对照；一种在CDS的末端（紧邻3'UTR之前）插入DRACH序列；另一种在3'UTR的起始位置插入DRACH序列。当将这些报告基因转染到HEK293T细胞中，并阻断转录后，研究人员监测了报告mRNA的衰变速率。结果发现：含有CDS m⁶A的报告mRNA的衰变速度最快，半衰期约为2.3小时（使用Actinomycin D阻断转录）或7小时（使用Triptolide阻断转录）。对照报告mRNA（无m⁶A）的半衰期约为7小时（Actinomycin D）或19小时（Triptolide），比CDS m⁶A报告mRNA稳定得多。含有3'UTR m⁶A的报告mRNA的半衰期约为3.4小时（Actinomycin D）或330小时（Triptolide），其稳定性介于前两者之间，且在Triptolide处理下甚至比无m⁶A报告mRNA更稳定（虽然Actinomycin D处理下略快，这可能与阻断机制差异有关）。为了确认这种差异是由m⁶A修饰本身引起的，研究人员使用了METTL3抑制剂STM2457（METTL3是主要的m⁶A甲基转移酶）。STM2457处理后：CDS m⁶A报告mRNA的衰变速度显著减慢，半衰期从7小时增加到5.9小时（Triptolide），变得与无m⁶A对照报告mRNA的6小时半衰期相似。3'UTR m⁶A报告mRNA在STM2457处理后显示出稳定性增加，这与之前观察到的m⁶A在3'UTR的稳定作用一致。这些实验有力地证明，m⁶A在编码序列（CDS）中的存在是导致mRNA快速衰变的关键因素。翻译机器的“秘密”：mRNA衰变与核糖体的速度之舞为什么m⁶A在CDS会加速mRNA衰变呢？研究人员推测，这可能与mRNA的翻译过程紧密相关。核糖体是负责将mRNA序列翻译成蛋白质的“机器”，它们沿着CDS前进。如果CDS上的m⁶A影响了核糖体的运动速度，这或许会引发下游的衰变机制。为了验证翻译是否是m⁶A介导的mRNA衰变所必需的，研究人员使用了翻译抑制剂（如cycloheximide和emetine）处理了表达报告基因的HEK293T细胞。结果显示：无论是使用cycloheximide还是emetine，含有CDS m⁶A的报告mRNA的衰变速度都显著减慢，其稳定性大大提高。这强烈支持CDS m⁶A介导的衰变是翻译依赖性的。其他报告mRNA（无m⁶A或3'UTR m⁶A）的稳定性也有所提高，但效果不如CDS m⁶A报告mRNA那样显著和一致。随后，研究人员将目光转向了内源性（细胞自身）的m⁶A靶mRNA。他们分析了在emetine处理的小鼠胚胎干细胞中，内源性mRNAs的衰变速率。结果发现：与未处理的细胞相比，在emetine处理的细胞中，CDS区域含有m⁶A的mRNA的稳定性提高最多，其稳定性与不含m⁶A的mRNA相当。进一步对人HEK293T细胞的数据分析也发现，mRNA的m⁶A水平（特别是CDS中的m⁶A）与其在emetine处理后的稳定性高度相关，相关系数平方（R²）约为0.66，显示出很强的线性关系。虽然单个mRNA的稳定性变化可能不大，但这种关联在转录组水平上普遍存在，超过20%的基因表现出超过20%的稳定性提高。这些结果表明，m⁶A介导的mRNA衰变严重依赖于mRNA的翻译过程。这提出了一个重要的假说：CDS中的m⁶A可能通过影响核糖体的翻译速度来调控mRNA的衰变。m⁶A如何“绊倒”核糖体：解码效率的微调如果翻译是关键，那么m⁶A具体是如何影响核糖体的呢？一种可能性是，m⁶A修饰的密码子在核糖体翻译过程中被“低效”解码，导致核糖体速度减慢，甚至“暂停”。我们知道，低效的密码子（Non-optimal codons）会减慢翻译速度，并且与mRNA半衰期缩短有关。早期体外实验也显示，m⁶A可以干扰细菌核糖体对tRNA的识别。为了在活细胞中验证这一假说，研究人员结合了m⁶A高分辨率图谱和核糖体分析技术（Ribosome Profiling）。核糖体分析可以捕捉mRNA上被核糖体保护的片段，从而揭示核糖体在mRNA上的位置和密度。核糖体停留在某个密码子上的时间越长，该密码子的A位点（Aminoacyl-tRNA binding site）的覆盖度就越高，这通常意味着该密码子正在被低效解码。研究人员首先在HEK293T细胞中鉴定了被m⁶A修饰的密码子，并进行了核糖体分析。为了排除不同mRNA之间密码子使用频率差异带来的偏差，他们采取了严格的对照策略：对于每一个m⁶A修饰的密码子，都找到了同一mRNA中最近的、未被m⁶A修饰的同类型密码子进行比较。比较结果显示：与未被修饰的同类型密码子相比，m⁶A修饰的密码子在核糖体A位点的覆盖度显著更高，表明这些密码子在活细胞中确实被低效解码了。这种低效解码效应并非由m⁶A结合蛋白引起，通过分析核糖体在m⁶A位点附近的阅读框偏移，研究人员确认核糖体是停留在m⁶A所在的密码子上，而不是在其他位置，这符合解码效率降低的模式。为了进一步确认这种低效解码是m⁶A本身造成的，研究人员使用了METTL3抑制剂STM2457处理HEK293T细胞，抑制m⁶A的形成，并再次进行核糖体分析。结果令人惊叹：在STM2457处理后，原本被m⁶A修饰的密码子在核糖体A位点的覆盖度显著降低，回到了未修饰密码子的基线水平。此外，通过计算单个密码子的m⁶A化学计量度（即该密码子被m⁶A修饰的比例），研究人员发现在未处理的细胞中，m⁶A化学计量度与密码子A位点覆盖度之间存在强烈的正相关关系（R²约为0.66）。而在STM2457处理的细胞中，这种相关性几乎完全消失（R²小于0.01）。这些数据有力地证明，m⁶A修饰确实会降低哺乳动物核糖体对密码子的解码效率，导致核糖体在含有m⁶A的密码子处减速。“密码”不是铁板一块：m⁶A对不同密码子的区别对待m⁶A的识别基序通常是DRACH序列，它可以存在于九种不同的有义密码子（Sense Codons）中。研究人员进一步探究了这九种可被甲基化的密码子是否受到m⁶A的同等影响。他们分析了这些密码子在被m⁶A修饰后的A位点覆盖度。结果发现：在这九种密码子中，有八种在被m⁶A修饰后，其A位点覆盖度都有所增加，表明普遍存在低效解码现象。然而，不同密码子受到的影响程度差异巨大。例如，GGA密码子即使被甲基化，其A位点覆盖度变化很小；而GAA密码子即使未甲基化时覆盖度已较高，被m⁶A修饰后覆盖度进一步显著增加。这种差异是为什么呢？研究人员推测这可能与密码子-反密码子（Codon-Anticodon）相互作用的强度有关。GGA密码子与tRNA的反密码子通过沃森-克里克（Watson-Crick）碱基配对形成三个氢键，是一种固有强相互作用的密码子。而GAA密码子形成一个G-C碱基对，相互作用强度中等。看起来，m⁶A对密码子的影响程度，与其固有的密码子-反密码子相互作用强度有关，对于相互作用中等强度的密码子，m⁶A的“减速”效应更为明显。在STM2457处理后，这些密码子（特别是那些对m⁶A敏感的）的A位点覆盖度增加效应几乎完全逆转，再次确认这是m⁶A本身的作用。因此，m⁶A对不同密码子的解码效率影响是存在差异的，这种差异性取决于密码子-反密码子相互作用的强度。tRNA的“救援”：mcm⁵s²U如何解除m⁶A的“减速”魔咒？我们知道，tRNA上的化学修饰会影响其对mRNA密码子的解码效率。研究人员注意到，m⁶A位于密码子的第三位（即“摆动”位置，Wobble Position）时，引起的核糖体暂停效应比m⁶A位于前两位时更强。而沃森-克里克碱基配对规律允许反密码子的第三位（U34）与密码子的第三位（“摆动”碱基）进行非沃森-克里克配对。恰好，某些tRNA在U34位点含有修饰“5-甲氧基羰基甲基-2-硫代尿苷”（5-methoxycarbonylmethyl-2-thiouridine, 简称 mcm⁵s²U）。mcm⁵s²U修饰已知可以提高解码效率。这让研究人员产生了一个大胆的猜想：tRNA上的 mcm⁵s²U修饰，是否能够“救援”或缓解m⁶A修饰密码子的低效解码？为了验证这一猜想，研究人员构建了敲除ELP1或CTU2基因的HEK293T细胞系。ELP1和CTU2是mcm⁵s²U生物合成途径中的关键酶。敲除这些基因会导致tRNA缺乏mcm⁵s²U修饰。他们确认了敲除细胞系中tRNA缺乏mcm⁵s²U修饰，并再次进行了核糖体分析。他们特别关注了那些既能被m⁶A修饰，又被含有mcm⁵s²U的tRNA解码的密码子，例如AAA、AGA和GAA。对这些密码子在野生型（WT）细胞以及ELP1 KO和CTU2 KO细胞中的A位点覆盖度进行分析后发现：在缺乏mcm⁵s²U修饰的ELP1 KO和CTU2 KO细胞中，m⁶A化学计量度与这些密码子的A位点覆盖度之间的相关性显著增强。特别是对于AGA密码子，在野生型细胞中m⁶A对其影响不大，但在缺乏mcm⁵s²U的细胞中，m⁶A导致了强烈的核糖体暂停。这表明AGA密码子对mcm⁵s²U的缺乏特别敏感。这种现象在STM2457处理的细胞中被逆转，再次确认这是m⁶A与mcm⁵s²U相互作用的结果。这些结果表明，m⁶A和mcm⁵s²U这两种在不同RNA分子上的修饰，在翻译核糖体的A位点上存在功能性相互作用，mcm⁵s²U能够缓解m⁶A对密码子解码效率的降低作用。低效解码往往会导致核糖体“碰撞”（Ribosome Collisions），即一个核糖体在前面慢速或暂停时，后面的核糖体赶上来发生碰撞。核糖体碰撞被认为是激活mRNA衰变机制（如无停顿衰变No-Go Decay）的信号。研究人员也检测了在不同细胞系中m⁶A修饰密码子处的核糖体碰撞情况：在野生型细胞中，AGA和GAA等对m⁶A敏感的密码子处检测到了核糖体碰撞。这种碰撞在STM2457处理后减少，确认是由m⁶A引起的。更重要的是，在缺乏mcm⁵s²U的细胞中，AGA和GAA密码子处的核糖体碰撞显著增加。这些数据绘制出了一幅清晰的图景：m⁶A修饰导致核糖体减速，特别是当tRNA缺乏mcm⁵s²U“救援”时，减速更加严重，从而引发核糖体碰撞。这些局部的核糖体碰撞可能就是生理性的mRNA衰变信号。双重调控的“管家”：mcm⁵s²U/m⁶A系统如何管理重要mRNA的命运既然mcm⁵s²U能够对抗m⁶A引起的低效解码，那么它是否也能影响m⁶A介导的mRNA衰变呢？研究人员回到了报告基因实验。他们构建了一个报告基因，其CDS中的DRACH位点包含一个AGA密码子。如前所述，AGA密码子的解码需要完整的mcm⁵s²U修饰，且对mcm⁵s²U缺乏非常敏感。将这个含有AGA密码子的报告基因转染到野生型、ELP1 KO和CTU2 KO细胞中后，研究人员检测了报告mRNA的衰变速率：在ELP1 KO和CTU2 KO细胞中，报告mRNA的半衰期都比野生型细胞中缩短了，衰变速度加快。这种加速衰变是由m⁶A驱动的，因为STM2457处理可以稳定报告mRNA。这表明，缺乏mcm⁵s²U确实会加速m⁶A修饰mRNA的衰变。为了在全转录组水平上验证这一发现，研究人员使用了SLAM-seq技术测量了mcm⁵s²U缺陷细胞中细胞内源性mRNAs的衰变速率。SLAM-seq可以通过标记新合成的RNA来区分新旧mRNA，从而更精确地测量衰变速率。结果显示，在ELP1 KO和CTU2 KO细胞中，m⁶A修饰的mRNA的衰变确实加速了。这证明mcm⁵s²U对m⁶A介导的内源性mRNA衰变具有抑制或缓解作用。缺乏mcm⁵s²U会增强m⁶A的“破坏力”。这两种RNA修饰之间的相互作用，构成了一个全新的mRNA衰变调控机制。研究人员称之为“泛表观转录组学”（Pan-epitranscriptomic）调控系统。这个系统就像一个“管家”，协同管理着细胞内功能相关的mRNA“调控子”（Regulons）的命运。那么，这个“管家”系统具体调控哪些重要的mRNA呢？研究人员分析了受mcm⁵s²U/m⁶A系统调控的mRNA在癌细胞标志性通路（Cancer Hallmark Pathways）中的富集情况。结果揭示了一个显著的差异：负责细胞“内务管理”（Housekeeping）功能的代谢通路相关的mRNAs通常稳定，且CDS中的m⁶A含量较低。然而，编码信号通路关键组分的mRNAs则含有高水平的m⁶A，且衰变速度快。这些富含m⁶A、快速衰变的信号通路mRNAs在emetine处理后稳定性显著提高，再次确认其衰变是翻译依赖的。更重要的是，这些高度修饰、不稳定的信号通路mRNAs在缺乏mcm⁵s²U的细胞中衰变速度进一步加快。这意味着，m⁶A通过耦合翻译与快速衰变，来精确控制关键信号通路的表达。而mcm⁵s²U则像一个“许可”（Licensing）机制，通过缓解m⁶A的负面影响，确保这些重要信号通路mRNA能够获得更持续的表达，不至于过快被降解。这个mcm⁵s²U/m⁶A平衡系统，实际上是在微调这些紧密调控信号通路的mRNA的“寿命”。当RNA修饰失衡，疾病“趁虚而入”：mcm⁵s²U/m⁶A与癌症mcm⁵s²U/m⁶A系统调控着信号通路mRNA的命运，而信号通路的异常是癌症的标志。早期研究已经表明，m⁶A促进多能性因子mRNA衰变，帮助干细胞分化；而mcm⁵s²U则支持多能性因子表达，维持干细胞状态。持续表达多能性基因和致癌信号通路与肿瘤干性（Tumor Stemness）密切相关。这些都暗示mcm⁵s²U/m⁶A系统可能在癌症中发挥作用。研究人员分析了正常人体组织中mcm⁵s²U和m⁶A生物合成相关基因的表达水平，发现mcm⁵s²U生物合成基因相对于m⁶A生物合成基因的表达比例与组织的干性程度相关。更有趣的是，对TCGA（癌症基因组图谱）泛癌数据集的分析显示：与正常组织相比，多种肿瘤样本中都观察到mcm⁵s²U与m⁶A生物合成相关基因表达比例的失衡，具体表现为mcm⁵s²U相关基因表达相对于m⁶A相关基因升高。这种mcm⁵s²U/m⁶A比例的失衡（偏向mcm⁵s²U）与肿瘤的侵袭性增加和预后不良有关。这表明，肿瘤的发生和发展可能与mcm⁵s²U/m⁶A“管家”系统的失衡有关。为了进一步评估mcm⁵s²U/m⁶A系统作为癌症生物标志物的潜力，研究人员在METABRIC乳腺癌患者队列中，计算了mcm⁵s²U和m⁶A生物合成相关基因的表达水平对患者总生存期（Overall Survival）的单变量Cox比例风险模型。结果惊人地一致：mcm⁵s²U相关因子与患者风险增加相关（风险比>1，例如，mcm⁵s²U硫化相关因子URM1、MOCS3、CTU1、CTU2的风险比分别为1.019、1.011、1.008、1.005，均大于1），这意味着这些基因的高表达预示着较差的预后。而m⁶A相关因子（如METTL3、METTL14、WTAP等）与患者风险降低相关（风险比<1，例如，METTL3、METTL14、WTAP的风险比分别为0.986、0.989、0.992，均小于1），意味着这些基因的高表达与较好的预后相关。这种与两者分子功能相反方向的关联，在独立的SCAN-B乳腺癌患者队列中也得到了验证，再次强调了mcm⁵s²U/m⁶A系统失衡与乳腺癌患者预后不良之间的联系。研究人员基于METABRIC队列的系数，构建了一个“泛表观转录组学基因表达评分”（Pan-epitranscriptomic Gene Expression Signature），用于预测患者预后。结果显示：该评分能够显著区分不同预后风险的患者群体。评分较高的患者组（代表mcm⁵s²U相关基因表达相对较高）与较差的生存率显著相关（Log-rank检验p值小于0.0001）。在不同的乳腺癌亚型中，这个评分在更具侵袭性的亚型（如Basal亚型）中显著升高。这表明，mcm⁵s²U/m⁶A平衡系统可能在多种人类癌症中发挥作用，并有望作为一个新的泛癌生物标志物，帮助评估肿瘤的侵袭性和患者预后。癌症中观察到的密码子偏好性（Codon Bias）变化，或许并非直接通过改变蛋白质合成速度起作用，而是通过调控mcm⁵s²U/m⁶A系统来影响mRNA的周转。这项开创性的研究揭示了一个全新的基因表达调控机制：mRNA上的m⁶A修饰和tRNA上的mcm⁵s²U修饰并非各自为营，它们在翻译核糖体上“相遇”，协同作用，精细地调控着细胞内重要mRNA的命运。m⁶A像是一个“减速带”，让核糖体在CDS中停顿；mcm⁵s²U则像一个“助推器”，帮助tRNA更好地解码m⁶A修饰的密码子，缓解这种停顿。两者的平衡，决定了mRNA是快速衰变（m⁶A占优，特别是在mcm⁵s²U不足时）还是相对稳定（mcm⁵s²U有效“救援”）。这个“泛表观转录组学”调控系统，尤其对那些编码关键信号通路组分的快速衰变mRNA至关重要，确保了这些通路能够在需要时被激活，又能在完成任务后迅速“关闭”，维持细胞的动态平衡。当mcm⁵s²U/m⁶A的平衡被打破，偏向mcm⁵s²U时，重要信号通路mRNA的寿命延长，可能导致信号通路过度激活，推动肿瘤的发生和发展，预示着更具侵袭性的疾病和不良预后。这项发现不仅加深了我们对RNA修饰复杂性的理解，提供了一个解释m⁶A如何与翻译偶联调控衰变的新模型，也为癌症诊断和治疗提供了新的视角。未来，深入研究这个mcm⁵s²U/m⁶A系统如何精确识别靶标mRNA、如何与其他RNA结合蛋白（如YTHDF家族蛋白）协作或并行工作，以及如何利用这一系统失衡的特性进行干预，无疑是令人兴奋的研究方向。RNA的世界远比我们想象的更加精彩和复杂！参考文献https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00415-5声明：本文仅用于分享，不代表平台立场，如涉及版权等问题，请尽快联系我们，我们第一时间更正，谢谢！往期热文：Cell | 颠覆认知！不是被动扩散，CD36介导内吞才是许多“大块头”药物入胞的秘密通道Nature Methods | mScarlet3-H：红色荧光蛋白的新一代王者！Nature Methods | 告别“平面时代”！光学显微镜如何带你看清3D细胞世界的秘密？Nature | 帕金森病新曙光！iPS细胞人体试验结果揭晓，安全有效性初显！Cell | 实时见证“基因之吻”：Oligo-LiveFISH高精度追踪增强子-启动子动态互作Nature Biotechnology | 重磅综述：不止CAR-T！唤醒免疫“特种部队”，工程化先天细胞开启抗癌新纪元

1月15日，中山大学陈永明研究团队在期刊《Molecular Cancer》上发表了题为“ALKBH5 suppresses gastric cancer tumorigenesis and metastasis by inhibiting the translation of uncapped WRAP53 RNA isoforms in an m6A-dependent manner”的研究论文，本研究发现，m6A 去甲基化酶 ALKBH5 在胃癌组织中显著下调，这与患者的不良预后相关。功能研究表明，抑制 ALKBH5 表达可增强胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。WRAP53 水平降低会破坏 USP6 和 RALBP1 蛋白之间的相互作用，促进 RALBP1 的降解，从而抑制 PI3K/Akt/mTOR 信号通路，最终减缓胃癌的进展。这些发现突显了 ALKBH5 介导的 m6A 去甲基化在抑制胃癌进展中的关键作用，以及 ALKBH5 作为胃癌干预的有前景的生物标志物和治疗靶点的潜在作用。 1月15日，中山大学陈永明研究团队在期刊《Molecular Cancer》上发表了题为“ALKBH5 suppresses gastric cancer tumorigenesis and metastasis by inhibiting the translation of uncapped WRAP53 RNA isoforms in an m6A-dependent manner”的研究论文，本研究发现，m6A 去甲基化酶 ALKBH5 在胃癌组织中显著下调，这与患者的不良预后相关。功能研究表明，抑制 ALKBH5 表达可增强胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。WRAP53 水平降低会破坏 USP6 和 RALBP1 蛋白之间的相互作用，促进 RALBP1 的降解，从而抑制 PI3K/Akt/mTOR 信号通路，最终减缓胃癌的进展。 这些发现突显了 ALKBH5 介导的 m6A 去甲基化在抑制胃癌进展中的关键作用，以及 ALKBH5 作为胃癌干预的有前景的生物标志物和治疗靶点的潜在作用。 https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-024-02223-4#Sec10 https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-024-02223-4#Sec10 背景信息 背景信息 01 01 胃癌（GC）在全球范围内发病率和死亡率均位居第五，2022 年报告新增病例超过 96.8 万例，死亡病例近 66 万例。由于早期症状不明显，患者往往在晚期才被确诊，尽管治疗策略有所进步，但晚期胃癌患者的预后仍然不佳。因此，迫切需要阐明胃癌生长和转移的机制，并发现早期诊断的生物标志物，以促进靶向胃癌的特异性治疗策略的发展。 胃癌（GC）在全球范围内发病率和死亡率均位居第五，2022 年报告新增病例超过 96.8 万例，死亡病例近 66 万例。由于早期症状不明显，患者往往在晚期才被确诊，尽管治疗策略有所进步，但晚期胃癌患者的预后仍然不佳。因此，迫切需要阐明胃癌生长和转移的机制，并发现早期诊断的生物标志物，以促进靶向胃癌的特异性治疗策略的发展。 表观遗传修饰，包括 DNA 甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和 RNA 修饰，是可遗传的改变，它们在不改变 DNA 序列的情况下改变基因功能和表型，在细胞功能、胚胎发育和基因组印记中发挥着关键作用。越来越多的证据表明，表观遗传失调显著促进了癌症的发生和发展。最常见的转录后 RNA 甲基化 N6-甲基腺苷（m6A）主要存在于 RRACH（R = A/G，H = A/C/U）序列中。这种修饰由甲基转移酶复合物（或“写入器”）如甲基转移酶样 3/14（METTL3/14）、WTAP和类似病毒的 m6A 甲基转移酶相关蛋白（VIRMA）催化。m6A 去甲基化酶（或“擦除器”），包括 ALKBH5和脂肪量和肥胖相关（FTO），选择性地去除这种甲基化，使 m6A 修饰具有动态性和可逆性。此外，m6A 的“读取器”，即诸如含 YTH 结构域（YTHDC）蛋白、胰岛素样生长因子 2 mRNA 结合蛋白（IGF2BP）家族以及真核起始因子 3（eIF3）等 RNA 结合蛋白，能够识别并选择性地与 m6A 位点结合。通常，m6A 修饰可微调 RNA 结构，并在调节转录本稳定性、可变剪接、亚细胞定位和翻译方面发挥关键作用。 表观遗传修饰，包括 DNA 甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和 RNA 修饰，是可遗传的改变，它们在不改变 DNA 序列的情况下改变基因功能和表型，在细胞功能、胚胎发育和基因组印记中发挥着关键作用。越来越多的证据表明，表观遗传失调显著促进了癌症的发生和发展。最常见的转录后 RNA 甲基化 N6-甲基腺苷（m6A）主要存在于 RRACH（R = A/G，H = A/C/U）序列中。这种修饰由甲基转移酶复合物（或“写入器”）如甲基转移酶样 3/14（METTL3/14）、WTAP和类似病毒的 m6A 甲基转移酶相关蛋白（VIRMA）催化。m6A 去甲基化酶（或“擦除器”），包括 ALKBH5和脂肪量和肥胖相关（FTO），选择性地去除这种甲基化，使 m6A 修饰具有动态性和可逆性。此外，m6A 的“读取器”，即诸如含 YTH 结构域（YTHDC）蛋白、胰岛素样生长因子 2 mRNA 结合蛋白（IGF2BP）家族以及真核起始因子 3（eIF3）等 RNA 结合蛋白，能够识别并选择性地与 m6A 位点结合。通常，m6A 修饰可微调 RNA 结构，并在调节转录本稳定性、可变剪接、亚细胞定位和翻译方面发挥关键作用。 ALKBH5 在体外和体内均能抑制胃癌细胞的增殖和转移 ALKBH5 在体外和体内均能抑制胃癌细胞的增殖和转移 02 02 为了探究 ALKBH5 在胃癌（GC）中的功能，研究人员首先进行了 RNA 测序。然后，研究人员对鉴定出的差异表达基因进行了 GO 和 KEGG 分析。结果表明，ALKBH5 表达降低导致 669 个基因上调，666 个基因下调。生物信息学分析显示，ALKBH5 表达与肿瘤发生、增殖和转移相关通路显著相关。此外，研究人员利用 GSE236522 数据进行基因集富集分析（GSEA）表明，ALKBH5 表达降低与胃癌肿瘤发生相关。为了进一步验证这些发现，研究人员在低 ALKBH5 表达的 HGC27 和 MKN45 细胞中过表达 ALKBH5，并进行了 CCK-8 和集落形成实验。研究人员发现，ALKBH5 过表达的胃癌细胞增殖能力显著降低。迁移和侵袭实验表明，ALKBH5 过表达组细胞的迁移和侵袭能力较对照组显著降低。此外，研究人员还研究了 ALKBH5 表达下调是否能促进胃癌细胞的进展。正如预期的那样，研究表明，在 AGS 细胞中敲低 ALKBH5 会导致细胞增殖、迁移和侵袭能力增强。研究人员还通过体外功能实验评估了 ALKBH5 表达变化对细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。综上所述，这些发现表明 ALKBH5 在体外抑制胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭。 为了探究 ALKBH5 在胃癌（GC）中的功能，研究人员首先进行了 RNA 测序。然后，研究人员对鉴定出的差异表达基因进行了 GO 和 KEGG 分析。结果表明，ALKBH5 表达降低导致 669 个基因上调，666 个基因下调。生物信息学分析显示，ALKBH5 表达与肿瘤发生、增殖和转移相关通路显著相关。此外，研究人员利用 GSE236522 数据进行基因集富集分析（GSEA）表明，ALKBH5 表达降低与胃癌肿瘤发生相关。为了进一步验证这些发现，研究人员在低 ALKBH5 表达的 HGC27 和 MKN45 细胞中过表达 ALKBH5，并进行了 CCK-8 和集落形成实验。研究人员发现，ALKBH5 过表达的胃癌细胞增殖能力显著降低。迁移和侵袭实验表明，ALKBH5 过表达组细胞的迁移和侵袭能力较对照组显著降低。此外，研究人员还研究了 ALKBH5 表达下调是否能促进胃癌细胞的进展。正如预期的那样，研究表明，在 AGS 细胞中敲低 ALKBH5 会导致细胞增殖、迁移和侵袭能力增强。研究人员还通过体外功能实验评估了 ALKBH5 表达变化对细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。综上所述，这些发现表明 ALKBH5 在体外抑制胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭。 ALKBH5 在体外抑制胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭 ALKBH5 在体外抑制胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭 ALKBH5 通过抑制 RALBP1 表达来抑制胃癌进展 ALKBH5 通过抑制 RALBP1 表达来抑制胃癌进展 03 03 为了确定ALKBH5是否通过抑制RALBP1发挥其在胃癌中的肿瘤抑制功能，研究人员进行了体外功能拯救实验。迁移和侵袭实验显示，RALBP1过表达抵消了ALKBH5对胃癌细胞增殖的抑制作用。CCK-8和克隆形成实验也得到了类似的结果。PI3K/Akt/mTOR通路在包括胃癌在内的人类癌症中普遍被激活。研究人员观察到，在RALBP1过表达时，p-PI3K、p-Akt和p-mTOR增加。相反，过表达ALKBH5可降低p-PI3K、p-Akt和p-mTOR的表达，而恢复RALBP1的表达可消除上述作用。同时，过表达ALKBH5可显著降低裸鼠皮下移植瘤中RALBP1的表达。这些结果表明，ALKBH5通过下调WRAP53抑制胃癌的增殖和转移，进而降低USP6对RALBP1的去泛素化活性，导致RALBP1表达降低，进而抑制PI3K/Akt/mTOR通路。 为了确定ALKBH5是否通过抑制RALBP1发挥其在胃癌中的肿瘤抑制功能，研究人员进行了体外功能拯救实验。迁移和侵袭实验显示，RALBP1过表达抵消了ALKBH5对胃癌细胞增殖的抑制作用。CCK-8和克隆形成实验也得到了类似的结果。PI3K/Akt/mTOR通路在包括胃癌在内的人类癌症中普遍被激活。研究人员观察到，在RALBP1过表达时，p-PI3K、p-Akt和p-mTOR增加。相反，过表达ALKBH5可降低p-PI3K、p-Akt和p-mTOR的表达，而恢复RALBP1的表达可消除上述作用。同时，过表达ALKBH5可显著降低裸鼠皮下移植瘤中RALBP1的表达。这些结果表明，ALKBH5通过下调WRAP53抑制胃癌的增殖和转移，进而降低USP6对RALBP1的去泛素化活性，导致RALBP1表达降低，进而抑制PI3K/Akt/mTOR通路。 结论 结论 04 04 本研究强调了ALKBH5介导的m6A去甲基化在胃癌进展和转移中的重要作用，并将ALKBH5确定为胃癌的预后生物标志物。（转化医学网360zhyx.com） 本研究强调了ALKBH5介导的m6A去甲基化在胃癌进展和转移中的重要作用，并将ALKBH5确定为胃癌的预后生物标志物。（转化医学网360zhyx.com） 【参考资料】 【参考资料】 https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-024-02223-4#Sec10 https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-024-02223-4#Sec10 【关于投稿】 【关于投稿】 转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！ 转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！ 转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

- Preselection Method for Cancers Responding to SLS009: High Efficacy of SLS009 Observed in 67% of ASXL1 Mutated Solid Cancers vs 0% in Non-ASXL1 Mutated Cancers – - ASXL1 Mutations Predictably Identified in Colorectal Cancer (CRC MSI-H) and Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) in Addition to Hematologic Malignancies - - Existing Clinical Data Demonstrating SLS009 Efficacy in ASXL1 mutated AML and Safety Across Multiple Cancer Types Lay Foundation for Targeted SLS009 Clinical Trial in Selected Solid Cancers - Nov. 27, 2024 -- SELLAS Life Sciences Group, Inc. (NASDAQ: SLS) (“SELLAS’’ or the “Company”), a late-stage clinical biopharmaceutical company focused on the development of novel therapies for a broad range of cancer indications, today announced data from preclinical studies identifying ASXL1 mutation as key predictor of SLS009, a highly selective CDK9 inhibitor, response in solid cancers. Based on elucidated biology of ASXL1 mutations, results from SELLAS’ clinical trials in acute myeloid leukemia (AML), and reports of common occurrence of ASXL1 mutations in some solid cancers, the Company performed experiments and analyses to explore the following: The frequency of ASXL1 mutations in certain solid cancers, including colorectal carcinomas (CRC) with high level microsatellite instability (MSI-H) and non-small cell lung cancer (NSCLC) Whether ASXL1 mutations in solid cancers may predict as high SLS009 efficacy as the efficacy exhibited in AML where ASXL1 and similar mutations demonstrated high response rates in SELLAS’ clinical trials SELLAS performed experiments in patient derived cell lines (PDCs) exposing them to SLS009 at various concentrations and determining the inhibitory concentration (IC50) for each cell line. All cell lines were analyzed for presence of ASXL1 mutations and other genetic markers. High efficacy was prespecified as IC50 Negative controls consisted of untreated cell lines, while active negative control varying concentrations of revumenib (drug used in hematologic malignancies). Positive controls involved cell lines treated with staurosporine at different concentrations (staurosporine is a standard control compound for kinase inhibitors due to its high broad-spectrum potency in inhibiting most protein kinases at sub-micromolar concentrations). The results were as follows: In CRC MSI-H, ASXL1 mutations were observed in 7/12 (58%) of PDCs, aligning with predicted frequency of ~55% In NSCLC, ASXL1 mutations occurred in 2/6 (33%) studied cell lines, higher than predicted 2.6% Overall, in 18 studied solid cancer cell lines, ASXL1 mutations were recorded in 9 cell lines and no ASXL1 mutations were recorded in 9 cell lines which were designated as control In ASXL1 mutated cell lines, high SLS009 efficacy (IC50 In CRC MSI-H, high efficacy (IC50 In NSCLC, high efficacy (IC50 No activity was observed in any of the studied cell lines with revumenib (negative control) at any concentration Staurosporine activity was confirmed, but interestingly and importantly, SLS009 outperformed positive control staurosporine in 5/9 cell lines “These findings are incredibly encouraging and validate our approach to developing a targeted solid tumor therapy. We are excited that our hypotheses were confirmed, marking, to the best of our knowledge, the first study to advance the identification of ASXL1 mutations as a potential biomarker for a drug response in solid cancers,” said Dr. Dragan Cicic, Senior Vice President, Chief Development Officer at SELLAS. “Our experiments show that SLS009 demonstrates high efficacy with low IC50 values and with 67% of mutated cell lines responding positively, compared to no response in non-mutated cell lines. In addition, SLS009 outperformed positive control in 5 out of 9 cell lines, establishing itself as a highly effective therapeutic candidate. These critical findings are the missing pieces, complementing our existing safety and efficacy data in AML, and positions us strongly with SLS009 in solid cancers.” SELLAS has filed for provisional patent protection for the use of ASXL1 mutations as predictive diagnostic for selection of cancer patients likely to benefit based on clinical data and biology. SELLAS is a late-stage clinical biopharmaceutical company focused on the development of novel therapeutics for a broad range of cancer indications. SELLAS’ lead product candidate, GPS, is licensed from Memorial Sloan Kettering Cancer Center and targets the WT1 protein, which is present in an array of tumor types. GPS has the potential as a monotherapy and combination with other therapies to address a broad spectrum of hematologic malignancies and solid tumor indications. The Company is also developing SLS009 (formerly GFH009) - potentially the first and best-in-class differentiated small molecule CDK9 inhibitor with reduced toxicity and increased potency compared to other CDK9 inhibitors. Data suggests that SLS009 demonstrated a high response rate in AML patients with unfavorable prognostic factors including ASXL1 mutation, commonly associated with poor prognosis in various myeloid diseases. For more information on SELLAS, please visit www.sellaslifesciences.com. The content above comes from the network. if any infringement, please contact us to modify.