根据世界卫生组织(WHO)下属的国际癌症研究机构(IARC)发布的最新数据,全球新增癌症病例数量达到惊人的2000万。据预测,这一数字将激增77%,突显出全球癌症负担日益加重。这一令人震惊的趋势需要在全球范围内立即予以注意。近年来,各种生物技术的进步使我们对不同恶性肿瘤发生发展的分子机制有了更深入的了解。这一认识对癌症的诊断和治疗具有重要意义,并为改善与这些肿瘤相关的不良预后带来希望。
R环是一种常见的三链核酸结构,存在于细胞中。它们由一条RNA链与双链DNA的一条模板链配对组成,形成RNA - DNA杂交体。这个过程使其他未配对的DNA链自由。R-环广泛存在于基因组中,通常出现在DNA中的特定位点,即启动子和转录终止位点。它们约占哺乳动物基因组的5%。长期以来,R环被认为是转录的有害副产物,干扰基因的正常表达过程,导致基因组不稳定。目前,R-环大致分为生理性和病理性两类。生理性R-环是涉及特定遗传因素的程序化过程的结果,而病理性R-环是错误和意外产生的。生理R环在DNA修复、细胞增殖、细胞分化、RNA转录加工、基因表达调控和DNA甲基化等多种生物过程中发挥着重要作用。当R环的稳态被破坏,调控过程被破坏时,病理性R环可以积累,施加复制压力,导致基因组不稳定。这些病理性R环可能在癌症易感性和发展中发挥作用。
ARID1A-METTL3-m6A轴确保RNase H1介导的R-环有效分解和基因组稳定性(图源自Molecular Cancer )
根据其功能,R环也可分为调节型和非计划型。调控R环参与基因调控和基因组稳定。它们通过调节转录、复制、重组、着丝粒功能和DNA编辑来影响基因活性。此外,调节R环通过促进DNA双链断裂(DSB)的修复和维持短端粒的完整性来促进基因组的稳定性。如果不需要的R-环的积累没有得到适当的管理,就会形成计划外的R-环。这些非预定的R环与异常的基因调控有关,导致基因组不稳定,并可能导致神经系统疾病以及包括癌症在内的各种其他疾病。
最近,人们发现了RNA修饰,如N6-甲基腺苷(m6A),它在维持R-环的稳定性中起作用。m6A是指RNA分子中腺嘌呤的第六个氮原子的甲基化。在已发现的各种RNA修饰方法中,m6A修饰是最普遍和最丰富的表观遗传修饰。真核细胞中m6A修饰水平的变化对RNA代谢具有调节作用,包括翻译、剪接、输出、衰变和降解。随着检测方法和高通量测序技术的进步,人们对RNA的m6A修饰有了进一步的认识和探索。许多研究表明,m6RNA修饰与不同类型的癌症(如肺癌、胃癌、肝癌、乳腺癌、急性髓性白血病和一些妇科肿瘤)以及抗肿瘤治疗的耐药性有关。
参考消息:
https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-024-02148-y
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