m6A 依賴性糖酵解促進(jìn)結(jié)直腸癌的進(jìn)展

m6A-dependent glycolysis enhances colorectal cancer progression

時(shí)間：2020

期刊：Molecular Cancer

影響因子：10.679

摘要：

表觀遺傳改變涉及結(jié)腸直腸癌發(fā)生的各個(gè)方面。m6A 調(diào)節(jié)基因的改變在多種人類疾病的發(fā)病機(jī)制中起著重要的作用。然而，這種 mRNA 上的 m6A 修飾是否參與結(jié)直腸癌（CRC) 的糖代謝尚不清楚。采用轉(zhuǎn)錄組測序和液相色譜 - 串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS) 評(píng)價(jià) m6A 修飾與 CRC 糖代謝的相關(guān)性。通過質(zhì)譜分析、體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究 METTL3 對(duì) CRC 糖酵解和腫瘤發(fā)生的影響。采用 m6A-seq 等方法探討 METTL3 在 CRC 中的分子機(jī)制。徐州中心醫(yī)院 CRC 患者 METTL3 和 18F-FDG 攝取之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。在多種 CRC 模型中，METTL3 誘導(dǎo)的 CRC 腫瘤發(fā)生依賴于細(xì)胞糖酵解。機(jī)制上，METTL3 直接與 HK2 的 5 /3 UTR 區(qū)、SLC2A1 (GLUT1) 的 3 UTR 區(qū)相互作用，進(jìn)一步穩(wěn)定這兩個(gè)基因，激活糖酵解途徑。

01 關(guān)鍵結(jié)果展示

METTL3 與 CRC 糖酵解代謝密切相關(guān)            

Fig1e FDG 高水平組中 METTL3 的表達(dá)水平更高；

Fig1F LC/MS 檢測兩組樣本中整體的 m6A 修飾水平，F(xiàn)DG 高水平組的整體 m6A 修飾水平更高。

m6A-seq 和 RNA-seq 確定受 METTL3 調(diào)控的潛在靶基因         

Fig 2d  展示樣本中存在經(jīng)典的 GGAC motif，fig 2e 展示 m6A peaks 在不同功能區(qū)域的分布。

Fig 3f  展示 m6A 修飾水平更高，基因表達(dá)水平也更高，fig 3h 展示基因 m6A 修飾水平與基因表達(dá)的聯(lián)合分析結(jié)果。Fig 3i 鎖定受 METTL3 調(diào)控的基因。Fig 3j  展示受甲基化酶調(diào)控基因的 m6A 修飾水平。

METTL3（m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶）調(diào)節(jié) HK2 和 SLC2A1 (GLUT1) mRNA 水平和穩(wěn)定性  

Fig3  顯示敲除 METTL3 后 HK2 和 SLC2A1 基因的表達(dá)水平降低

02 研究結(jié)論

m6A 介導(dǎo)的 HK2 和 SLC2A1 (GLUT1) 的穩(wěn)定分別依賴于 m6A 受體 IGF2BP2 或 IGF2BP2/3。METTL3 是 CRC 的功能性和臨床致癌基因。METTL3 通過 m6A-IGF2BP2/3- 依賴機(jī)制穩(wěn)定 CRC 中 HK2 和 SLC2A1 (GLUT1) 的表達(dá)。靶向 METTL3 及其途徑為高糖代謝的 CRC 患者提供了合理的治療靶點(diǎn)。

Zc3h13 調(diào)節(jié)核 RNA m6A 修飾和小鼠胚胎干細(xì)胞的自我更新

Zc3h13 regulates nuclear RNA m6 A methylation and mouse embryonic stem cell self-renewal

時(shí)間：2019

期刊：Mol Cell.

影響因子：14.548

摘要：

已知鋅指蛋白 ZC3H13 在調(diào)節(jié)細(xì)胞核內(nèi) RNA m6A 甲基化過程中起重要作用。作者發(fā)現(xiàn)，在小鼠胚胎干細(xì)胞中，Zc3h13 基因的敲除顯著降低了 mRNA 的整體 m6A 水平。當(dāng) Zc3h13 敲除后，WTAP、Virilizer 和 Hakai 的大部分轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中，這表明 Zc3h13 是 Zc3h13-WTAP-Virilizer-Hakai 復(fù)合物的核定位所必需的，這對(duì) RNA m6A 甲基化很重要。與 WTAP、Virilizer 或 Hakai 一樣，Zc3h13 耗竭會(huì)損害自我更新并觸發(fā) mESC 分化。綜上研究表明，Zc3h13 在核內(nèi)錨定 WTAP、Virilizer 和 Hakai 以促進(jìn) m6A 甲基化和調(diào)節(jié) mESC 自我更新方面起著關(guān)鍵作用。

Fig1A   展示 LC/MS 檢測在不同樣本中 m6A 修飾整體水平。

Fig1B  展示 motif 為 GGAC。

Fig1C  為關(guān)注基因的在不同組中 m6A 水平差異。

Fig1D IGV 展示關(guān)注基因的 m6A 水平。

Fig2E  展示敲除 Zc3h13 后，在基因的 3’UTR 區(qū)域的 m6A 水平有明顯的降低。

Fig2F  也是說，同樣的現(xiàn)象，只是換熱圖展示。

Fig2G  對(duì)核中 m6A 修飾和胞質(zhì)中 m6A 修飾求交集。

Fig3  的菌落形成分析顯示，敲除 zc3h13 的細(xì)胞中 ap 陽性菌落數(shù)量明顯減少，說明了 Zc3h13 會(huì)影響 mESC 自我更新。

Wen 等人的研究表明，Zc3h13 是一種關(guān)鍵的 RNA m6A 調(diào)節(jié)器，它是包含 WTAP、Virilizer 和 Hakai 的進(jìn)化保守復(fù)合物的一部分。Zc3h13 將這種復(fù)合物錨定在細(xì)胞核中，以促進(jìn) m6A 的甲基化和 mESC 的多能性。

1.Shen C, Xuan B, Yan T, et al. m6A-dependent glycolysis enhances colorectal cancer progression. Mol Cancer. 2020;19(1):72. Published 2020 Apr 3. doi:10.1186/s12943-020-01190-w

2.Wen J, Lv R, Ma H, et al. Zc3h13 Regulates Nuclear RNA m6A Methylation and Mouse Embryonic Stem Cell Self-Renewal. Mol Cell. 2018;69(6):1028–1038.e6. doi:10.1016/j.molcel.2018.02.015

3.Chen Y, Zhou C, Sun Y, He X, Xue D. m6A RNA modification modulates gene expression and cancer-related pathways in clear cell renal cell carcinoma. Epigenomics. 2020;12(2):87–99. doi:10.2217/epi-2019-0182

4.Aguilo F, Zhang F, Sancho A, et al. Coordination of m(6)A mRNA Methylation and Gene Transcription by ZFP217 Regulates Pluripotency and Reprogramming. Cell Stem Cell. 2015;17(6):689–704. doi:10.1016/j.stem.2015.09.005

5.Liu J, Yue Y, Han D, et al. A METTL3-METTL14 complex mediates mammalian nuclear RNA N6-adenosine methylation. Nat Chem Biol. 2014;10(2):93–95. doi:10.1038/nchembio.1432

6.Engel M, Eggert C, Kaplick PM, et al. The Role of m6A/m-RNA Methylation in Stress Response Regulation. Neuron. 2018;99(2):389–403.e9. doi:10.1016/j.neuron.2018.07.009

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