英文标题：Hypoxic stabilization of RIPOR3 mRNA via METTL3-mediated m6A methylation drives breast cancer progression and metastasis
发表期刊：Oncogene
影响因子：6.9
发表时间：2024年10月
研究机构：武汉大学医学研究院张静组
涉及组学：m6A-seq、转录组测序等
乏氧/缺氧条件下，m6A修饰的失调与乳腺癌发病机制有关。缺氧是实体瘤的一个特征，已知会从整个转录层面重新编程m6A修饰水平，但这一过程如何促进乳腺癌进展的潜在机制尚不清楚。
通过对m6A测序和转录组测序联合分析，揭示了一组在缺氧条件下m6A甲基化修饰水平和表达水平同时上调的mRNA，这些mRNA主要富集在致癌途径，包括PI3K-Akt信号通路。
此外，作者还把RIPOR3锁定为响应缺氧条件下METTL3介导的m6A甲基化的一个重要的靶基因。通过m6A甲基化修饰能够让mRNA RIPOR3保持稳态且不被降解，并且以METTL3催化活性依赖的方式增加了其蛋白表达，并因此驱动了乳腺癌肿瘤生长和转移。
在乳腺癌细胞系和来自乳腺癌患者的肿瘤组织中，RIPOR3的表达被发现上调，其中RIPOR3的高水平表达与预后不良相关。从机制上讲RIPOR3与EGFR的相互作用，并且对PI3K-Akt通路的激活至关重要。
总之，该研究确定了RIPOR3作为一个通过METTL3介导的m6A甲基化稳定的乏氧致癌驱动因子，从而为乳腺癌提供了一个潜在的治疗靶标。
为了研究乏氧条件下m6A在癌症中的潜在作用，作者对乳腺癌细胞系在乏氧和常氧条件下进行了m6A测序。发现两种条件下m6A甲基化位点的分布相似，且保守的RRACH motif最为丰富。但在乏氧条件下，通过饱和曲线分析发现，整体m6A甲基化水平降低。
分析揭示，在乏氧条件下，T47D细胞有2592个m6A Peaks上调，4404个m6A Peaks下调。
通过对m6A测序和转录组测序结果进行联合分析，作者鉴定出六个基因簇Clusters，这些基因簇是依据RNA甲基化及其在乏氧条件下的表达变化来分类的，其中第一基因簇包含了与乏氧介导下m6A水平和转录水平同事上升的基因，并且这些基因涉及多种与癌症进展、转移和药物抗性相关的致癌通路。
RT-qPCR实验进一步验证了转录组测序数据，显示第一簇中的21个PI3K-Akt信号通路基因中有18个在乏氧条件下出现上调，这表明这些基因可能揭示了m6A修饰响应乏氧的新调控机制，促进肿瘤恶性化。
作者发现乏氧条件下m6A RNA甲基化表观转录组的重编程受到m6A甲基化酶和去甲基化酶的调控，其中METTL3是RNA m6A甲基化的关键催化组分。
在METTL3敲除（KO）的T47D细胞中，作者进行了m6A测序和转录组测序，发现在乏氧条件下，多个mRNA靶标都经历了METTL3介导的m6A甲基化水平上调和转录水平上调。
通过对比分析，作者确定了45个可能在乏氧响应中经历METTL3介导的m6A修饰和基因同时上调的基因，其中包括12个在癌症中尚未被研究的基因，如RIPOR3（通过qPCR和WB等）。
进一步实验表明，RIPOR3在乏氧处理下m6A修饰水平显著增加，且这种增加依赖于METTL3的催化活性，而METTL3的抑制剂STM2457能够抑制这一现象。
总体而言，作者得出结论，RIPOR3是乏氧诱导下METTL3介导m6A甲基化的靶基因，且这种m6A甲基化修饰通过增加mRNA的稳定性来上调RIPOR3的表达。
作者研究了RIPOR3在乳腺癌中的表达情况，发现RIPOR3在乳腺癌细胞系和患者肿瘤组织中的表达水平高于正常乳腺细胞系和相邻正常组织，并且与METTL3的表达呈正相关。此外，RIPOR3的高表达与乳腺癌患者的预后不良相关，这表明RIPOR3蛋白可能与乳腺癌的发病机制有关。
作者进一步探究了RIPOR3在乳腺癌中的作用，发现在乏氧条件下，RIPOR3的表达增加，且其敲低能抑制乳腺癌细胞的生长。
在体内实验中，通过向小鼠乳腺脂肪垫注射控制组或RIPOR3敲低的MDA-MB-231荧光素酶细胞系，作者证实了RIPOR3的缺失能抑制乳腺癌肿瘤的生长，而RIPOR3的过表达则能促进乳腺癌细胞的生长。
因此，RIPOR3在推动乳腺癌肿瘤生长中扮演着重要角色。
作者研究了RIPOR3对乳腺癌转移的影响，发现在乏氧条件下，RIPOR3的敲低能够抑制三阴性乳腺癌MDA-MB-231细胞的迁移和侵袭，并且在体内实验中，RIPOR3的缺失也能减少乳腺癌向肺部的转移。
相反，RIPOR3的过表达则促进了乳腺癌细胞的迁移、侵袭以及在体内向肺部的转移，表明RIPOR3参与了乳腺癌的转移过程。
研究表明METTL3的缺失能够抑制乳腺癌细胞的增殖和侵袭，而通过过表达RIPOR3可以部分恢复这些效应。
此外，RIPOR3的过表达还能部分逆转METTL3缺失导致的MDA-MB-231细胞迁移和侵袭能力的下降。
这些结果表明RIPOR3是METTL3促进乳腺癌细胞生长和转移的一个重要靶标。
作者通过共免疫沉淀和质谱分析揭示了RIPOR3在乳腺癌进展中的调控机制，发现RIPOR3与多种与癌症相关的信号通路相互作用，包括PI3K-Akt、TGF-β、AMPK和HIF-1等。
RIPOR3在乏氧条件下与EGFR的相互作用增强，并通过影响EGFR的自相互作用和自磷酸化来调控PI3K-Akt信号通路。
此外，RNA测序分析显示，RIPOR3缺失在乏氧条件下降低了多个PI3K-Akt信号通路相关基因的表达，表明RIPOR3能够响应乏氧条件并正向调控PI3K-Akt信号通路。
这些发现表明RIPOR3在乳腺癌的EGFR-PI3K-Akt信号通路中发挥着重要的调控作用，并且可能通过EGFR独立的方式影响该信号通路的激活。
作者研究了RIPOR3是否通过EGFR-PI3K-Akt信号通路影响癌细胞的增殖和转移。
使用EGFR抑制剂Gefitinib和Akt抑制剂MK-2206处理过表达RIPOR3的MDA-MB-231细胞，发现这些抑制剂能够降低RIPOR3引起的Akt和EGFR的磷酸化水平，抑制由RIPOR3促进的细胞增殖、迁移和侵袭。
这表明EGFR和Akt的活性对于RIPOR3在乳腺癌中的致癌作用至关重要。
用户文章Plant Physiol：m6A调控棉花光周期敏感性的新机制 | m6A专题
用户文章Adv Sci：m6A+翻译组+RIP揭示前列腺癌发生新机制
用户文章Cell Rep：RIP-seq揭示m6A修饰Sox2调节少突胶质前体细胞发育
用户文章Plant Physiol：m6A调控早期玉米籽粒发育新机制 | m6A专题
本文系联川生物公众号原创文章，未经授权禁止转载，侵权必究！ 扫描下方二维码 点分享
点点赞
点在看
