謝生茂 張志龍 李春卉 石菲

1.解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九六九醫(yī)院消化內(nèi)科，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051；2.解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九六九醫(yī)院普外科，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，內(nèi)蒙古呼和浩特 010010；4.解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)航空航天醫(yī)學(xué)院，陜西西安 710032

胃癌又稱胃腺癌，是癌癥相關(guān)死亡的第二大原因[1]。許多患者在疾病的晚期才被診斷，因此胃癌的治療效果欠佳[2]。由于胃癌的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，胃癌患者的5 年生存率仍然很低[2]。為了發(fā)現(xiàn)胃癌的潛在生物標(biāo)志物及其意義，闡明胃癌發(fā)生和發(fā)展的基本分子機(jī)制是非常必要的。m6A 修飾是近年來發(fā)現(xiàn)的豐度最高的RNA修飾方式，其在RNA 代謝和細(xì)胞的各種生物學(xué)過程中扮演重要角色[3]。m6A 修飾還在腫瘤、心肌重塑和造血干細(xì)胞異常分化等多種病理生理過程中起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用[4]。研究證實(shí)，m6A 修飾異?？赡苁俏赴┌l(fā)生的潛在機(jī)制[5]。本文歸納總結(jié)了m6A 修飾在胃癌發(fā)生發(fā)展中的最新研究成果，這些研究提示m6A 修飾位點(diǎn)可能是胃癌治療的潛在靶點(diǎn)。

1 m6A 修飾簡(jiǎn)介

20 世紀(jì)70 年代m6A 修飾被首次發(fā)現(xiàn)，其是位于腺苷N6位點(diǎn)的一種動(dòng)態(tài)化修飾。m6A 多位于3’非翻譯區(qū)，在終止密碼子附近富集[3]。m6A 修飾幾乎調(diào)控著mRNA 代謝的全過程[3]。不僅如此，m6A 修飾對(duì)環(huán)狀RNA 等非編碼RNA 具有重要的調(diào)節(jié)功能[3]。

m6A 甲基化轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物催化底物完成m6A 修飾的添加，S 腺苷甲硫氨酸是甲基的供體，m6A 甲基化轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物是由甲基轉(zhuǎn)移酶3（methyltransferaselike 3，METTL3）、甲基轉(zhuǎn)移酶14（methyltransferaselike 14，METTL14）和Wilms 腫瘤1 相關(guān)蛋白（Wilms tumor 1-associated protein，WTAP）等多種蛋白共同組成[6]。該復(fù)合物主體是由METTL3 和METTL14 形成的一個(gè)異二聚體，METTL3 有催化m6A 甲基化轉(zhuǎn)移的活性，METTL14 雖獨(dú)立時(shí)無催化作用，但其在復(fù)合物中發(fā)揮支持作用，缺少時(shí)將大大降低復(fù)合物的催化活性[6]。m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶的組成成分尚未完全解析，目前仍有不同組成蛋白相繼報(bào)道[6]。

m6A 脫甲基酶復(fù)合物（Erasers）主要由Alkb 同系物5（demethylases alkB homologue 5，ALKBH5）和脂肪和肥胖相關(guān)蛋白（fat mass and obesity-associated protein，F(xiàn)TO）組成。最初研究發(fā)現(xiàn)FTO 是脂肪形成與肥胖中的關(guān)鍵基因[7]，直到2011 年美國芝加哥大學(xué)的何川教授團(tuán)隊(duì)首先報(bào)道了FTO 的m6A 脫甲基化作用，而就是這個(gè)發(fā)現(xiàn)才揭示了m6A 動(dòng)態(tài)調(diào)控的機(jī)制，為m6A 修飾打開了新世界的大門[8]。

m6A 修飾調(diào)控功能的實(shí)現(xiàn)主要是通過“Reader”蛋白識(shí)別m6A 修飾位點(diǎn)。而“Reader”蛋白是YTH 結(jié)構(gòu)域家族蛋白，其主要包括了YTHDF1-3 和YTHDC1-2。其中，YTHDF1 能夠調(diào)控mRNA 的翻譯過程，YTHDF2則是調(diào)控mRNA 的降解，而YTHDF3 可根據(jù)具體的生物學(xué)過程發(fā)揮相應(yīng)的調(diào)控mRNA 翻譯和降解的過程的作用[9]。

2 m6A 修飾在胃癌中的作用

2.1 m6A 修飾中“Writers”在胃癌中的作用

研究發(fā)現(xiàn)，在預(yù)后不良的胃癌患者中，m6A 甲基化轉(zhuǎn)移酶METTL3 表達(dá)上調(diào)[10]。Zhou 等[11]已經(jīng)證實(shí)，METTL3 通過m6A 修飾YAP1 促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和遷移。在另一篇報(bào)道中，作者發(fā)現(xiàn)[6]高水平的METTL3可以促進(jìn)肝癌衍生生長(zhǎng)因子mRNA 的m6A 修飾，并促進(jìn)其穩(wěn)定性。肝癌衍生生長(zhǎng)因子上調(diào)可進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤血管生成，增加胃癌組織的糖酵解，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和肝轉(zhuǎn)移[6]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，前蛋白易位因子被異常的METTL3 高度修飾，加速胃癌的進(jìn)展[10]。也有學(xué)者報(bào)道，乙型肝炎X-相互作用蛋白通過METTL3介導(dǎo)的c-MYC mRNA 的m6A 修飾促進(jìn)胃癌發(fā)生發(fā)展[12]。METTL3 還能夠通過對(duì)非編碼RNA 修飾促進(jìn)胃癌的進(jìn)展[13]。研究表明，METTL3 通過調(diào)控pri-miR-17-92 成熟抑制PTEN/TMEM127 并提高胃癌患者對(duì)依維莫司的敏感性[13]。此項(xiàng)研究揭示了非編碼RNA在胃癌進(jìn)展中的表觀遺傳學(xué)調(diào)控，并為依維莫司治療m6A/METTL3 高胃癌提供了依據(jù)。

類似地，其他高水平的m6A 甲基化轉(zhuǎn)移酶，如METTL14、METTL16、WTAP、RBM15 和KIAA1429，也預(yù)示著胃癌的預(yù)后不良[14-19]。Li 等[15]發(fā)現(xiàn)WTAP 可作為胃癌的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，其高表達(dá)與低T 淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)和T 細(xì)胞相關(guān)免疫反應(yīng)密切相關(guān)。Miao 等[18]發(fā)現(xiàn)，KIAA1429 在胃癌組織中表達(dá)上調(diào)，并促進(jìn)了胃癌細(xì)胞的增殖。Hu 等[19]發(fā)現(xiàn)，METTL14 介導(dǎo)的m6A 修飾導(dǎo)致LINC01320 上調(diào)，而過度表達(dá)的LINC01320 促進(jìn)了胃癌細(xì)胞的侵襲表型轉(zhuǎn)化。

但有趣的是，有不同團(tuán)隊(duì)的研究者發(fā)現(xiàn)，m6A 甲基化轉(zhuǎn)移酶METTL14 在胃癌患者中表達(dá)下調(diào)[5,20]，其研究證實(shí)，METTL14 的沉默可能導(dǎo)致Wnt 和PI3KAkt 信號(hào)的激活，從而促進(jìn)胃癌進(jìn)展[5,20]。導(dǎo)致上述研究結(jié)果不同的原因可能是因?yàn)椴煌芯窟x擇的胃癌樣本分期和分型有所差別，同時(shí)也暗含了METTL14或者其他不同Writers 對(duì)胃癌調(diào)控的復(fù)雜性。

2.2 m6A 修飾中“Erasers”在胃癌中的作用

據(jù)報(bào)道，F(xiàn)TO 和ALKBH5 在胃癌的高危評(píng)分亞型中經(jīng)常高表達(dá)，因此是獨(dú)立的預(yù)后不良標(biāo)志物[14]。Guo 等[21]發(fā)現(xiàn)，在胃癌組織中FTO 高表達(dá)，且FTO 可促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。也有研究證實(shí)，在胃癌組織和細(xì)胞中組蛋白脫乙酰酶3 和FTO 表達(dá)上調(diào)，而FTO 可通過降低胃癌細(xì)胞中MYC 的m6A 甲基化水平來穩(wěn)定其mRNA[22]。此項(xiàng)研究揭示了組蛋白脫乙酰酶3 通過維持FTO/m6A/MYC 信號(hào)軸在胃癌中的起始活性，突出了靶向治療m6A 表觀遺傳修飾對(duì)抗胃癌的潛力。Feng 等[23]也發(fā)現(xiàn)，奧美拉唑通過沉默胃癌中高表達(dá)的FTO 激活提高胃癌細(xì)胞的化療敏感性。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，ALKBH5 通過與lncRNA NEAT1 相互作用促進(jìn)胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移[24]。也有學(xué)者評(píng)估了外周血m6A 水平作為胃癌診斷的生物標(biāo)志，他們發(fā)現(xiàn)胃癌患者外周血中ALKBH5 和FTO 的表達(dá)降低，其外周血中m6A 修飾水平顯著升高[25-27]。

然而，ALKBH5 和FTO 在有些胃腸道腫瘤中的表達(dá)水平仍存在爭(zhēng)議[28]。從腫瘤基因組圖譜、基因表達(dá)綜合數(shù)據(jù)庫和人類蛋白質(zhì)圖譜中，ALKBH5 在胃癌和結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)弱于正常組織，而FTO 在胃癌和結(jié)直腸癌組織和正常組織中的表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[28]。

2.3 m6A 修飾中“Readers”在胃癌中的作用

越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致胃癌中異常表達(dá)為m6A讀取器的上游調(diào)控機(jī)制[29]。近期有學(xué)者證實(shí)，約7%的胃癌患者發(fā)生了YTHDF1 突變，YTHDF1 的高表達(dá)與更具侵襲性的腫瘤進(jìn)展和較差的總體生存率相關(guān)。在體外和體內(nèi)，抑制YTHDF1 可減弱胃癌細(xì)胞增殖和腫瘤發(fā)生。在機(jī)制上，YTHDF1 通過控制FZD7 的翻譯促進(jìn)胃癌的發(fā)生[30]。Chen 等[31]也發(fā)現(xiàn)，YTHDF1 可通過識(shí)別USP14 基因的m6A 修飾，從而增加該蛋白的翻譯，進(jìn)而促使胃癌的發(fā)生和轉(zhuǎn)移。不僅如此，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)YTHDF1 與胃癌患者的高危亞型顯著相關(guān)，提示YTHDF1 可能是胃癌早期診斷的潛在靶點(diǎn)[32]。Shen等[33]新發(fā)現(xiàn)，YTHDF2 在胃癌組織和細(xì)胞中的表達(dá)較低，且能夠抑制胃癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，此外，經(jīng)臨床資料的分析發(fā)現(xiàn)，YTHDF2 的表達(dá)水平與胃癌的分期和生存密切相關(guān)，可作為胃癌的預(yù)后標(biāo)志物。

2.4 m6A 修飾對(duì)胃癌腫瘤微環(huán)境浸潤(rùn)特征的作用

腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和存活所依賴的微環(huán)境在腫瘤進(jìn)展中也起著至關(guān)重要的作用。腫瘤細(xì)胞通過與其他腫瘤微環(huán)境成分的直接和間接相互作用，如誘導(dǎo)增殖和血管生成、抑制凋亡、避免缺氧及誘導(dǎo)免疫耐受，引起多種生物學(xué)行為的改變[34]。

Zhang 等[34]在一項(xiàng)研究中，整合了1938 例胃癌樣本的基因組信息，以綜合評(píng)估m(xù)6A 修飾模式，將m6A修飾模式與腫瘤微環(huán)境細(xì)胞浸潤(rùn)特征相關(guān)聯(lián)；并揭示出3 種不同的m6A 修飾模式，發(fā)現(xiàn)這3 種模式下的腫瘤微環(huán)境特征分別與免疫排斥表型、免疫炎癥表型和免疫沙漠表型高度一致。這項(xiàng)研究表明，m6A 修飾在形成胃癌腫瘤微環(huán)境特征方面發(fā)揮了不可忽視的作用。

3 未來的治療策略

鑒于甲基化修飾與腫瘤的密切聯(lián)系，學(xué)者們正在探索新的腫瘤治療策略。甲氯芬那酸是一種非甾體抗炎藥，能與FTO 結(jié)合競(jìng)爭(zhēng)m6A 修飾位點(diǎn)，起到FTO 抑制劑的作用[35]。突變型異檸檬酸脫氫酶1/2 酶產(chǎn)生的R-2-羥基戊二酸也能抑制FTO 活性，提高細(xì)胞內(nèi)m6A 修飾含量，進(jìn)而降低MYC/CEBPA 的穩(wěn)定性，阻斷MYC 通路活化[36]。最近，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)了兩種合成的高效FTO 抑制劑。Huang 等[37]合成了兩種有效的FTO 抑制劑，即FB23 和FB23-2，該研究團(tuán)隊(duì)后續(xù)又驗(yàn)證了這兩種FTO 抑制劑可高選擇性的阻斷FTO 的m6A 脫甲基酶活性，而對(duì)其脂代謝相關(guān)活性無明顯作用。隨后，他們進(jìn)一步開發(fā)了另外兩種很有應(yīng)用前景的FTO抑制劑，即CS1 和CS2，其在多種癌癥中表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗腫瘤作用[37]。對(duì)于白血病細(xì)胞，F(xiàn)TO 抑制劑不僅可以阻斷FTO/m6A/MYC/CEBPA 的信號(hào)軸，抑制腫瘤干細(xì)胞的自我更新，而且可以抑制免疫檢查點(diǎn)的表達(dá)和免疫逃避，從而增強(qiáng)白血病細(xì)胞的免疫功能T 細(xì)胞的細(xì)胞毒性[38]。然而，其他m6A 調(diào)節(jié)劑如METTL3、METTL14 或WTAP 的抑制劑尚未被系統(tǒng)地開發(fā)。

4 結(jié)語

盡管在理解m6A 甲基化修飾的生物發(fā)生方面已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但其確切功能和治療特點(diǎn)尚不清楚，需要更多的研究來發(fā)現(xiàn)m6A 甲基化修飾與胃癌發(fā)生和發(fā)展的潛在關(guān)系。進(jìn)一步的廣泛研究將增加對(duì)m6A 甲基化修飾在胃癌中的生物學(xué)功能的認(rèn)識(shí)，以期為胃癌患者的有效治療提供新的策略。