RNA的甲基腺嘌呤在甲基转移酶的催化下被选择性地添加甲基基团的化学修饰现象称为RNA甲基化，其中N6 -甲基腺苷( m6A)甲基化是RNA甲基化的主要形式。m6A甲基化修饰是一个由甲基化转移酶（writers）、去甲基化酶（erasers）和甲基化阅读蛋白（readers）等共同参与的过程。此外，研究已经发现m6A甲基化与人类的发育、免疫，肿瘤生成和转移、干细胞更新以及脂肪分化等过程息息相关，因此m6A甲基化已成为当今科研中一个重要且热门的研究方向。小编今天就和大家分享一篇今年6月份发表在Molecular Cancer(IF：37.3)杂志上关于m6A甲基化与肿瘤治疗抵抗的综述。
一．文章背景
肿瘤治疗抵抗是肿瘤治疗失败的主要原因，抵抗机制也是表观遗传学研究的热点。m6A甲基化是最常见的RNA修饰之一，它参与了RNA的稳定性、剪接、转录、翻译和降解等多种代谢过程。大量研究表明，m6A 甲基化能够调控癌细胞的增殖和侵袭，但m6A在癌症治疗抵抗中的作用尚不清楚。因此该文章就对m6A调控肿瘤治疗抵抗的相关研究进展进行了综述。
二．文章主要内容及结论
1.化学药物耐药机制
研究首先介绍了化学药物耐药机制。癌症治疗失败的主要原因是患者对化疗等治疗产生耐药性，从而导致肿瘤复发、进展或转移。其中，获得性耐药是指治疗后对药物的反应减弱，这可能是由于药物靶点的继发性突变造成的。此外，药物外排增加、药物流入减少、肿瘤干细胞细胞(CSCs)自噬等也会造成癌细胞对化疗的耐药(图1)。
图1 化学药物耐药机制
2.放疗抵抗机制
文章接着对放疗的抵抗机制进行了介绍。放疗抵抗也是癌症治疗失败的另一个主要原因。放射治疗抵抗是指肿瘤细胞或组织对放射治疗的适应性，这是一个涉及多个基因和多种机制的复杂过程，主要包括DNA损伤修复、细胞周期停滞、CSCs的产生、肿瘤微环境(TME)和缺氧的变化以及自噬(图2)。
图2 放疗抵抗机制
3.m6A甲基化的过程
这一部分文章对m6A甲基化的过程进行了介绍。m6A甲基化是一个受三个因素调控的动态可逆过程。其中甲基转移酶被称为“writers”，包括METTL3、METTL14、WTAP、RBM15、ZC3H13和KIAA1429 (VIRMA)。METTL3是具有催化活性的核心亚基，METTL14具有底物识别功能。WTAP负责招募METTL3和METTL14，并与其他成分结合形成杂交体。此外还包括被称为“erasers”的FTO和ALKBH5，可以使RNA去甲基化。FTO在核心结构域与ALKBH5结构相似，与肥胖和癌症密切相关。另外识别甲基化位点的蛋白质被称为“reader”，包括YTHDC1、YTHDC2、YTHDF1、YTHDF2和HNRNPC (图3)。
图3 m6A甲基化过程
4.m6A与化疗抵抗
接下来文章介绍了m6A甲基化与化疗抵抗的关联。首先介绍的是m6A与铂类药物耐药的关联。铂类药物因其显著且广谱的抗肿瘤性，是应用最广泛的抗肿瘤药物之一。许多研究表明m6A与肿瘤铂类耐药的发生有关。例如，“erasers”ALKBH5能够和HOXA10形成一个正反馈回路，从而消除JAK2 mRNA的m6A修饰，并通过激活JAK2/STAT3信号通路促进上皮性卵巢癌的铂类耐药。
接着文章介绍了m6A甲基化与蒽环类药物耐药的关联。蒽环类药物被认为是乳腺癌最有效的化疗药物，广泛用于新辅助治疗或联合治疗，然而蒽环类药物经常发生耐药。研究表明，m6A甲基化与乳腺癌化疗耐药的发展有关。例如METTL3可能通过miR-221-3p/HIPK2轴使乳腺癌细胞对阿霉素产生耐药性，且miR-221-3p抑制也被证实可抑制METTL3诱导的乳腺癌细胞对阿霉素的耐药。
进一步研究也介绍了m6A甲基化与5-氟尿嘧啶(5-FU)和吉西他滨耐药的关联。5-FU和嘧啶类似物吉西他滨是抗核苷酸代谢药物，广泛用于治疗各种肿瘤，这些药物的耐药性很常见。目前关于耐药与m6A甲基化关系的研究较少，主要集中在胰腺癌和结直肠癌(CRC)。例如有研究发现“erasers”ALKBH5通过上调Wnt抑制因子使得胰腺导管腺癌细胞对吉西他滨的敏感性降低。
研究也关注了m6A甲基化与激酶抑制剂(KI)耐药的关联。以激酶抑制剂为代表的靶向治疗是当前癌症治疗中不可缺少的一部分，但耐药性和疾病复发的问题是不可避免的。因此了解耐药机制和提高对激酶抑制剂的敏感性是目前研究的重点。一些研究已经观察到激酶抑制剂的耐药性与m6A甲基化有关，例如有研究发现FOXO3的过表达能够通过抑制自噬来保留肝癌中m6A依赖性索拉非尼的敏感性。
5.m6A甲基化与免疫治疗抵抗的关联
接下来文章对m6A甲基化与免疫治疗抵抗的关联进行了介绍。目前临床应用的免疫检查点抑制剂主要有两类，PD-1/PD-L1抑制剂和CTLA-4抑制剂。尽管免疫疗法具有前所未有的疗效，但由于原发性和获得性耐药，很大一部分患者不能从治疗中获益。研究发现免疫治疗耐药机制复杂多样，其中m6A的作用引起了人们的关注。有研究发现m6A甲基化事件能够增加下游靶基因PKP3的表达，而PKP3的免疫抑制作用依赖于泛素酶OTUB1介导的PD-L1的去泛素化，这能够保护PD-L1不被降解。
6.m6A甲基化与放疗抵抗
研究也关注了m6A甲基化与放疗抵抗的关联。已经有研究发现METTL3介导的m6A修饰在胶质瘤GSCs的干性维持和去分化中起关键作用。沉默METTL3可减少GSCs的DSBs修复并增加对γ辐射的敏感性。另一项研究也表明，ALKBH5在GSCs中的过表达能够调节HR增强辐射抗性。
7.治疗导致m6A甲基化改变的原因
接着文章探讨了癌症疗法导致m6A甲基化改变的原因（图4）。作者认为这可能是由两个原因导致的，原因一是由于药物调节一些m6A基因的表达，从而影响甲基化水平(直接作用)；另一原因是药物直接作用于靶基因，进而调控下游m6A基因，改变m6A甲基化水平(间接作用)。不过目前各种治疗方法导致m6A甲基化水平变化的原因尚不清楚。需要进一步研究以了解其详细机制。
图4 m6A甲基化在治疗抵抗中的作用
8.m6A在癌症中的作用
文章这一部分对m6A在癌症中的作用进行了概况。作者认为m6A甲基化影响癌症主要涉及两个方面，一个是影响癌基因的表达，另一个是影响肿瘤抑制基因的调控。许多研究表明m6A对肿瘤的发生、发展和转移至关重要。一方面，m6A作为肿瘤启动子，通过促进癌基因的表达，抑制抑癌基因的表达，在癌症的发生发展中发挥重要作用。另一方面，m6A也通过抑制癌基因和促进抑癌基因在肿瘤中发挥抑制作用。
9.m6A研究中的动物模型
文章最后对m6A在癌症耐药研究中的动物模型进行了介绍。其中主要包括：CDX (Cell-line-derived xenograft)模型，其将体外培养的肿瘤细胞移植到小鼠体内，具有方便、经济的优点。CDX模型主要采用BALB/C-nude、nu/nu、SCID和NOD-scid小鼠。患者来源的异种移植物(PDX)模型则是将人类细胞系注射到免疫功能低下的宿主(如胸腺裸鼠)中，是最广泛使用的评估癌症细胞毒性疗法的模型。用于移植的标本直接来源于人肿瘤组织，无需体外培养，保留了肿瘤的异质性和生长环境。此外，用于探索m6A在肿瘤耐药中的作用的常见细胞系包括RCC细胞系(OS-RC-2和786-0)、NSCLC细胞系(A549和H1299)、ESCC细胞系(Eca109、EC9706、Kyse150、Kyse410和TE-1)和黑色素瘤细胞系(WM35和WM115)。
三．文章结论
到这里这篇文章的主要内容就介绍完了。总结一下，该文章介绍了肿瘤治疗耐药是一个涉及癌基因激活、DNA损伤修复、肿瘤干细胞、缺氧、肿瘤微环境改变、自噬、代谢等多个基因、因素和机制的复杂过程。在这过程中，m6A甲基化能够改变某些关键基因转录产物的稳定性，激活或抑制某些信号通路，进而影响癌症治疗耐药。因此，上调或下调某些m6A相关基因，激活或抑制某些m6A调控因子，可改变肿瘤对治疗的敏感性。也就是说了解m6A修饰在癌症治疗耐药中的关键作用，能够为开发药物或联合治疗提供了新的思路。小编觉得感兴趣的小伙伴们可以考虑抓住m6A甲基化与肿瘤耐药这一热点开展自己课题。
【参考文献】
The role of m6A methylation in therapy resistance in cancer
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