常见肿瘤RNA m6A修饰研究的最新发文套路解析

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发布于 2020-08-05 10:37:31

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发布于 2020-08-05 10:37:31

小编这次要分享的两篇高分文献，是今年5月发表在Gut和Mol Cancer杂志的两篇文章，一个研究胃癌一个研究胰腺癌，都是很经典的研究套路。今天小编就为大家深度剖析文章思路，特别是就如何找到关键问题：怎么找到受甲基化酶调控的靶基因？做了具体的展示。

胃癌(Gastric cancer, GC)是全球第五大常见肿瘤和第三大致命癌症，几乎一半的胃癌病例发生在东亚。大多数胃癌患者在晚期被诊断为恶性增生和转移。遗憾的是，晚期患者的预后非常糟糕。因此，识别新的生物标志物和治疗靶点对胃癌的诊断和治疗是迫切需要的。作者针对胃癌，展开RNA m6A修饰研究，从METTL3入手，上下游同时探索，成功探索到了完整的上下游作用机制。

机制上，作者发现p300介导了METTL3在启动子区的H3K27ac修饰诱导了METTL3转录激活，METTL3写入对HDGF基因的m6A修饰，IGF2BP3（reader）直接与HDGF上的m6A位点发生结合，维持该基因的稳定性。体内外实验证明HDGF的分泌促进肿瘤血管生成，而核内HDGF激活GLUT4和ENO2的表达，进而增加GC细胞的糖酵解，促进GC的进展，导致临床预后变差。

研究思路

关键结果

研究METTL3的原因

fig1AB 在mRNA和total RNA中GC的m6A整体水平显著高于正常组（N=28,14-14,pair）。

fig1CD qPCR和TCGA结果发现GC的METTL3的表达水平显著高于正常组。

fig1I METTL3的高表达与患者不良预后相关。

探究METTL3上游的调控机制

fig2A USCS中METTL3启动子区存在H3K27ac修饰。

Fig2B 用C646（C646是靶向p300的组蛋白乙酰化抑制剂）处理不同类型细胞，对应的METTL13的表达水平降低。

H3K27ac已知受到p300/CPB的催化。H3K27ac有助于METTL3的转录激活。

通过MeRIP-seq挖掘下游受甲基化酶调控的机制

Fig5A 对GC模式细胞、 KO METTL3的GC模式细胞、过表达 METTL3的GC模式细胞的MeRIP-seq和RNA-seq数据求交集，锁定下游靶基因HDGF，METTL3过表达的GC细胞中，对应HDGF表达也上调。

Fig5H METTL3过表达的MeRIP-seq的motif结果提示，AGACC序列在HDGF的外显子中序列中。

Fig5K 放线菌素D（转录抑制剂）处理GC 细胞在特定的时间段里。METLL3过表达的细胞在处理后，HDGF的表达稳定在较高水平；而METTL3敲除的细胞则表现相反的结果，说明m6A修饰会影响HDGF的稳定性。

Fig5L 只有IGF2BP3的敲降显著的抑制了HDGF mRNA的表达.Fig5M RIP-qPCR实验也证明IGF2BP3特异性与HDGF富集在一起。

Fig5 OPQR.在TCGA和28个样本中发现HDGF和IGF2BP3两个基因在GC中的表达高于正常组。3个基因彼此正相关。

研究结论

最后揭示了METTL3在胃癌发展中的致癌作用。机制上，METTL3/ HDGF/GLUT4/ENO2轴通过增加糖酵解和血管生成促进GC肿瘤发生和转移。此外，METTL3在胃癌中表达明显升高，与胃癌患者预后不良相关。因此，METTL3可能是胃癌潜在的预测因子和治疗靶点。此外该单位作者还同时发了一篇高分综述，围绕胃癌中的RNA甲基化酶METTL3展开，大家感兴趣可以自行下载。

胰腺癌是一种起病隐匿、早期诊断困难、手术切除率低的胃肠道恶性肿瘤，是世界上最常见的致命肿瘤之一。胰腺癌的5年生存率仅为8%，远处转移期甚至降至3%。因此，迫切需要阐明胰腺癌的分子机制，以达到诊断和治疗干预的目的。作者针对胰腺癌，展开RNA m6A修饰研究，从ALKBH5(eraser)入手，上下游同时探索，成功探索到了上下游作用机制。思路其实和上篇差不多，都是先前期通过TCGA和自己的胰腺癌组织样本入手，发现ALKBH5存在显著差异。然后通过体内外实验来验证该基因对疾病的一个促进作用。最关键的来了，对ALKBH5的过表达细胞和正常细胞进行MeRIP-seq和RNA-seq，然后做差异分析，求交集，就能基本锁定受甲基化酶调控的基因（PER1）。