m6A 依賴性糖酵解促進結直腸癌的進展

m6A-dependent glycolysis enhances colorectal cancer progression

時間：2020

期刊：Molecular Cancer

影響因子：10.679

摘要：

表觀遺傳改變涉及結腸直腸癌發生的各個方面。m6A 調節基因的改變在多種人類疾病的發病機制中起著重要的作用。然而，這種 mRNA 上的 m6A 修飾是否參與結直腸癌（CRC) 的糖代謝尚不清楚。采用轉錄組測序和液相色譜 - 串聯質譜法（LC-MS) 評價 m6A 修飾與 CRC 糖代謝的相關性。通過質譜分析、體內外實驗研究 METTL3 對 CRC 糖酵解和腫瘤發生的影響。采用 m6A-seq 等方法探討 METTL3 在 CRC 中的分子機制。徐州中心醫院 CRC 患者 METTL3 和 18F-FDG 攝取之間存在很強的相關性。在多種 CRC 模型中，METTL3 誘導的 CRC 腫瘤發生依賴于細胞糖酵解。機制上，METTL3 直接與 HK2 的 5 /3 UTR 區、SLC2A1 (GLUT1) 的 3 UTR 區相互作用，進一步穩定這兩個基因，激活糖酵解途徑。

01 關鍵結果展示

METTL3 與 CRC 糖酵解代謝密切相關            

Fig1e FDG 高水平組中 METTL3 的表達水平更高；

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

m6A-seq 和 RNA-seq 確定受 METTL3 調控的潛在靶基因         

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

Fig 3f  展示 m6A 修飾水平更高，基因表達水平也更高，fig 3h 展示基因 m6A 修飾水平與基因表達的聯合分析結果。Fig 3i 鎖定受 METTL3 調控的基因。Fig 3j  展示受甲基化酶調控基因的 m6A 修飾水平。

METTL3（m6A 甲基轉移酶）調節 HK2 和 SLC2A1 (GLUT1) mRNA 水平和穩定性  

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

02 研究結論

m6A 介導的 HK2 和 SLC2A1 (GLUT1) 的穩定分別依賴于 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- 依賴機制穩定 CRC 中 HK2 和 SLC2A1 (GLUT1) 的表達。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。

Zc3h13 調節核 RNA m6A 修飾和小鼠胚胎干細胞的自我更新

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

時間：2019

期刊：Mol Cell.

影響因子：14.548

摘要：

已知鋅指蛋白 ZC3H13 在調節細胞核內 RNA m6A 甲基化過程中起重要作用。作者發現，在小鼠胚胎干細胞中，Zc3h13 基因的敲除顯著降低了 mRNA 的整體 m6A 水平。當 Zc3h13 敲除后，WTAP、Virilizer 和 Hakai 的大部分轉移到細胞質中，這表明 Zc3h13 是 Zc3h13-WTAP-Virilizer-Hakai 復合物的核定位所必需的，這對 RNA m6A 甲基化很重要。與 WTAP、Virilizer 或 Hakai 一樣，Zc3h13 耗竭會損害自我更新并觸發 mESC 分化。綜上研究表明，Zc3h13 在核內錨定 WTAP、Virilizer 和 Hakai 以促進 m6A 甲基化和調節 mESC 自我更新方面起著關鍵作用。

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  為關注基因的在不同組中 m6A 水平差異。

Fig1D IGV 展示關注基因的 m6A 水平。

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

Fig2F  也是說，同樣的現象，只是換熱圖展示。

Fig2G  對核中 m6A 修飾和胞質中 m6A 修飾求交集。

Fig3  的菌落形成分析顯示，敲除 zc3h13 的細胞中 ap 陽性菌落數量明顯減少，說明了 Zc3h13 會影響 mESC 自我更新。

Wen 等人的研究表明，Zc3h13 是一種關鍵的 RNA m6A 調節器，它是包含 WTAP、Virilizer 和 Hakai 的進化保守復合物的一部分。Zc3h13 將這種復合物錨定在細胞核中，以促進 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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