m6A甲基化在鼻咽癌中的研究进展

李海龙， 肖佳欣， 汤 瑶， 贺修胜

(南华大学衡阳医学院肿瘤研究所 肿瘤细胞与分子病理学湖南省重点实验室，湖南省衡阳市 421001)

鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)是中国南方及东南亚地区发病率最高的头颈部肿瘤，且在2018年统计的约129 079例新发鼻咽癌病例和72 987例相关死亡人数中，大多数病例局限于东南亚地区，并可能呈现每年上升的趋势[1]。鼻咽癌发病部位隐蔽，且易复发、易转移及放化疗抵抗等问题增加了鼻咽癌的治疗难度。目前鼻咽癌患者的主要治疗方式仍然是以放疗为主的综合治疗方式。

鼻咽癌的演变是一个多因素、多步骤和多基因相互作用的结果，所以深入研究鼻咽癌的发病机制成为亟待解决的问题。m6A甲基化修饰是指RNA的单甲基化(m)发生在腺嘌呤(A)第6号(6)氮原子上的修饰，多见于mRNA、rRNA、tRNA及ncRNA等多种RNA中。研究表明，m6A修饰对RNA前体的3′末端的处理、剪接、出核转运、翻译和降解等过程起着重要调控作用，且在小鼠和人体中具有高度保守性[2]。本文阐述m6A甲基化及其对鼻咽癌增殖、转移、多重耐药性和放疗增敏等方面的影响，旨在为鼻咽癌的诊断和治疗提供新思路。

1 m6A甲基化

m6A修饰具有选择性控制基因表达的潜力，其修饰位点多分布于mRNA的3′非翻译区(3′UTR)、长外显子或者终止密码子旁边，且序列RRACH(R=A/G,H=A/U/C)为共有序列[3]。m6A甲基化修饰过程主要由m6A甲基转移酶(m6A writers)、m6A甲基识别蛋白(m6A readers)和m6A去甲基化酶(m6A erasers)共同调控。

m6A甲基转移酶复合物能在RNA分子的特定位置催化S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl methionine,SAM)，使其甲基转移。甲基化转移酶3(methyltransferase-like protein 3,METTL3)为主要催化成分，负责将甲基转移至受体腺嘌呤6号氮原子。且研究发现，METTL3对rRNA甲基化不起作用，主要使mRNA甲基化[4]。甲基化转移酶14(methyltransferase-like protein 14,METTL14)则辅助与底物结合，可提高METTL3催化活性并提供底物结合平台[5]。甲基转移酶复合物肾母细胞瘤1相关蛋白(wilms tumor 1-associated protein,WTAP)能通过与METTL3-METTL14核心复合物结合，促进METTL3-MELLT14复合物向细胞核内的核小斑处的易位[6]。KIAA1429(又称Virilizer)能够把METTL3/METTL14/WTAP复合物募集到靶RNA的3′UTR和终止密码子区域进行选择性m6A甲基化修饰[7]。此外，近年来发现的一些甲基转移酶复合体中其他组成蛋白也在m6A甲基化发挥着举足轻重的作用，如CCCH结构域的锌指蛋白13(zinc finger CCCH domain-containing protein 13，Zc3h13)[8]、Casitas B系淋巴瘤原癌基因转化序列样蛋白1(Casitas B-lineage lymphoma-trans-forming sequence-like protein 1,CBLL1/HAKAI)[9]、RNA结合基序蛋白15(RNA binding motifprotein 15，RBM15)[10]及其类似物RBM15B[11]，这些蛋白可形成调控RNA m6A修饰的保守的大分子复合,进而调控RNA的m6A甲基化及其定位。目前，对于m6A甲基转移酶复合物组成及其对应功能的认识处于探索之中。通过对“Writers”的进一步深入探索可为鼻咽癌患者早期筛查提供更敏感的生物标志物，并为鼻咽癌放化疗增敏靶点的发现拓展新思路。

m6A去甲基化酶可去除RNA分子中的m6A甲基化修饰，充分展现出m6A甲基化修饰是动态可逆的过程。目前研究已经证实的m6A erasers包括肥胖相关基因(fat mass and obesity associated,FTO)[12]和AlkB同源物5(α-KG-dependent dioxygenase homolog 5，ALKBH5)[13]。两种物质去甲基活性相当，都能将m6A中的甲基转化为羟甲基并去除，且都主要存在于细胞核中。因此，细胞质中是否也存在未被发现的m6A去甲基化酶或者细胞质中的FTO和ALKBH5活性比其在细胞核时更高，仍需更深入地探究。

m6A甲基识别蛋白能精准识别RNA甲基化修饰的信息，影响m6A甲基化的RNA的稳定、翻译以及代谢。按其识别机制可分为直接识别的“Reader”：YTH域蛋白家族(YT521-B homology domain family,YTHDF)和YTH域包含家族(YT521-B homology domain containing,YTHDC)，能直接识别且结合m6A修饰位点进行调控；间接识别的“Reader”：最典型的是HNRNP家族的HNRNPC、HNRNPG和HNRNPA2/B1，能改变m6A RNA二级结构，调控其对pre-miRNA的选择性剪接等加工能力[14]。目前对“Reader”识别和结合的机制及其是否具有特异性需要进一步研究，通过针对性地促进或阻断m6A修饰的RNA与“Readers”结合，具有成为未来鼻咽癌新型治疗方式的潜在可能。

2 m6A甲基化与鼻咽癌

m6A修饰在肿瘤细胞发生、发展中发挥不可替代的作用，且其相关蛋白表达的异常，在鼻咽癌恶性增殖、侵袭转移、放疗增敏和化疗耐药等方面具有极其重要的作用。

2.1 m6A修饰与鼻咽癌迁移、侵袭和转移

鼻咽癌具有较高的局部浸润率和早期远处转移的特点，是鼻咽癌患者治愈率不高的重要因素之一，因此，m6A修饰与鼻咽癌侵袭及转移的关系密切。当细胞发生上皮间质转化(EMT)后，则失去了上皮细胞的极性和细胞-细胞接触结构等上皮特征，而获得了间充质表型，这使得它们能够从上皮细胞相邻的细胞中迁移并侵入周围的组织[15]。许多研究表明METTL3通过促进EMT，参与肿瘤细胞的迁移和侵袭[16-18]。Yu等[16]发现，鼻咽癌组织中METTL3含量明显高于癌旁组织，晚期或淋巴结转移的鼻咽癌患者METTL3表达水平较高，且证实通过m6A修饰Snail mRNA促进鼻咽癌细胞的EMT和转移。Liu等[17]发现，METTL3在鼻咽癌细胞中对β-catenin/TCF信号通路具有正向调控作用，且敲除METTL3基因能抑制鼻咽癌细胞的侵袭和迁移能力。FAM225A这种新发现的lncRNA在促进肿瘤细胞侵袭、迁移和血管生成方面具有重要作用。最近研究发现，m6A修饰提高了FAM225A的稳定性，FAM225A通过激活FAK/PI3K/Akt通路，从而促进鼻咽癌细胞的增殖和侵袭[18]。以上结果表明m6A修饰通过调控癌基因可促进鼻咽癌迁移、侵袭和转移，且METTL3发挥着极其重要的作用。

2.2 m6A修饰与鼻咽癌细胞凋亡

鼻咽癌细胞周期紊乱和凋亡失调是引起细胞恶性增殖的重要原因。细胞凋亡是由基因控制的细胞自发和有序的死亡，主要由Caspase介导的外源性途径或内源性途径触发。多项研究表明，低表达METTL3通过调节Bcl-2信号通路、SHH/GLI通路和ZNF750-FGF14通路促进肿瘤细胞凋亡[19]。Zhang等[20]发现，m6A修饰通过维持鼻咽癌中编码锌指蛋白750(ZNF750)低表达水平，经过ZNF750-FGF14信号通路促进细胞凋亡。研究发现，METTL3通过增强EZH2蛋白的表达，从而抑制鼻咽癌细胞凋亡[21]。以上研究表明METTL3可抑制肿瘤细胞凋亡。通过靶向目的基因促进凋亡过程被认为是一种有效的抗癌治疗方法，以METTL3为靶点促进鼻咽癌细胞凋亡将可能成为有效的治疗策略。

2.3 m6A修饰与鼻咽癌耐药性

耐药性的产生是导致癌症患者死亡的一个主要原因。根据国家综合癌症网络(NCCN)指南，化疗是治疗鼻咽癌的主要辅助手段之一。虽然鼻咽癌患者在最初的治疗期间对化疗很敏感，但随后就会产生获得性耐药，导致治疗失败。最近的数据表明，TRIM蛋白家族的成员参与了癌症的发生、发展和耐药性[22]。Zhang等[23]发现，TRIM11基因在耐药性鼻咽癌细胞中的表达水平显著高于非耐药性鼻咽癌细胞，且m6A修饰在鼻咽癌耐药细胞的TRIM11中高度富集，提高了其RNA的稳定性。TRIM11通过调控Daple-Dvl-β-catenin-ABCC9信号转导，在促进鼻咽癌耐药中起重要作用。这表明m6A修饰会增强鼻咽癌细胞的耐药性，但其机制有待深入研究。

2.4 m6A修饰与鼻咽癌放疗抵抗

鼻咽癌细胞对放疗较为敏感，但放疗抵抗仍是一个主要的临床问题，导致鼻咽癌患者预后不佳。PI3K/Akt信号通路的激活可能是肿瘤细胞抗辐射能力增强的原因，且Akt是PI3K介导的放射抗性的关键分子[24]。He等[25]发现，m6A阅读器YTHDC2在抗放射性鼻咽癌细胞中高表达，促进IGF1R mRNA的翻译效率，通过激活IGF1R/ATK/S6信号轴而增强鼻咽癌细胞的放疗抵抗作用。m6A阅读器YTHDC2在鼻咽癌放疗抵抗方面起调控作用，可能成为鼻咽癌细胞放疗增敏和治疗复发性鼻咽癌的有效靶点。

3 总结与展望

m6A修饰是一种复杂且普遍的修饰方式，与鼻咽癌发生发展之间有紧密联系，且METTL3高表达是鼻咽癌转移的危险因素，可能是鼻咽癌治疗的潜在靶点。

m6A修饰通过调控鼻咽癌原癌基因和抑癌基因的表达，参与鼻咽癌恶性表型的调控，但具体机制并未阐明。m6A修饰对鼻咽癌的影响仍有许多问题：①是否能通过m6A修饰途径调节免疫微环境，控制鼻咽癌的发生发展？②m6A修饰是否是一种保护机制，与鼻咽癌细胞自噬是否存在密切的联系？③靶向m6A修饰蛋白是否可精准靶向治疗EBV导致的鼻咽癌？m6A修饰的研究为多种肿瘤及其发病机制的研究开辟了新道路，相信m6A修饰的研究在鼻咽癌放化疗增敏和精准治疗方面有着巨大的潜力，需要更深入更具体的探索。