小編這次要分享的兩篇高分文獻(xiàn)，是今年 5 月發(fā)表在 Gut 和 Mol Cancer 雜志的兩篇文章，一個研究胃癌一個研究胰腺癌，都是很經(jīng)典的研究套路。今天小編就為大家深度剖析文章思路，特別是就如何找到關(guān)鍵問題：怎么找到受甲基化酶調(diào)控的靶基因？做了具體的展示。
胃癌（Gastric cancer, GC) 是全球第五大常見腫瘤和第三大致命癌癥，幾乎一半的胃癌病例發(fā)生在東亞。大多數(shù)胃癌患者在晚期被診斷為惡性增生和轉(zhuǎn)移。遺憾的是，晚期患者的預(yù)后非常糟糕。因此，識別新的生物標(biāo)志物和治療靶點對胃癌的診斷和治療是迫切需要的。作者針對胃癌，展開 RNA m6A 修飾研究，從 METTL3 入手，上下游同時探索，成功探索到了完整的上下游作用機(jī)制。
機(jī)制上，作者發(fā)現(xiàn) p300 介導(dǎo)了 METTL3 在啟動子區(qū)的 H3K27ac 修飾誘導(dǎo)了 METTL3 轉(zhuǎn)錄激活，METTL3 寫入對 HDGF 基因的 m6A 修飾，IGF2BP3（reader）直接與 HDGF 上的 m6A 位點發(fā)生結(jié)合，維持該基因的穩(wěn)定性。體內(nèi)外實驗證明 HDGF 的分泌促進(jìn)腫瘤血管生成，而核內(nèi) HDGF 激活 GLUT4 和 ENO2 的表達(dá)，進(jìn)而增加 GC 細(xì)胞的糖酵解，促進(jìn) GC 的進(jìn)展，導(dǎo)致臨床預(yù)后變差。
研究思路
關(guān)鍵結(jié)果
01、 研究 METTL3 的原因
fig1AB 在 mRNA 和 total RNA 中 GC 的 m6A 整體水平顯著高于正常組（N=28,14-14,pair）。
fig1CD qPCR 和 TCGA 結(jié)果發(fā)現(xiàn) GC 的 METTL3 的表達(dá)水平顯著高于正常組。
fig1I METTL3 的高表達(dá)與患者不良預(yù)后相關(guān)。
02、 探究 METTL3 上游的調(diào)控機(jī)制
fig2A USCS 中 METTL3 啟動子區(qū)存在 H3K27ac 修飾。
Fig2B 用 C646（C646 是靶向 p300 的組蛋白乙酰化抑制劑）處理不同類型細(xì)胞，對應(yīng)的 METTL13 的表達(dá)水平降低。
H3K27ac 已知受到 p300/CPB 的催化。H3K27ac 有助于 METTL3 的轉(zhuǎn)錄激活。
03、 通過 MeRIP-seq 挖掘下游受甲基化酶調(diào)控的機(jī)制
Fig5A 對 GC 模式細(xì)胞、KO METTL3 的 GC 模式細(xì)胞、過表達(dá) METTL3 的 GC 模式細(xì)胞的 MeRIP-seq 和 RNA-seq 數(shù)據(jù)求交集，鎖定下游靶基因 HDGF，METTL3 過表達(dá)的 GC 細(xì)胞中，對應(yīng) HDGF 表達(dá)也上調(diào)。
Fig5H METTL3 過表達(dá)的 MeRIP-seq 的 motif 結(jié)果提示，AGACC 序列在 HDGF 的外顯子中序列中。
Fig5K 放線菌素 D（轉(zhuǎn)錄抑制劑）處理 GC 細(xì)胞在特定的時間段里。METLL3 過表達(dá)的細(xì)胞在處理后，HDGF 的表達(dá)穩(wěn)定在較高水平；而 METTL3 敲除的細(xì)胞則表現(xiàn)相反的結(jié)果，說明 m6A 修飾會影響 HDGF 的穩(wěn)定性。
Fig5L 只有 IGF2BP3 的敲降顯著的抑制了 HDGF mRNA 的表達(dá)。Fig5M RIP-qPCR 實驗也證明 IGF2BP3 特異性與 HDGF 富集在一起。
Fig5 OPQR. 在 TCGA 和 28 個樣本中發(fā)現(xiàn) HDGF 和 IGF2BP3 兩個基因在 GC 中的表達(dá)高于正常組。3 個基因彼此正相關(guān)。
研究結(jié)論
揭示了 METTL3 在胃癌發(fā)展中的致癌作用。機(jī)制上，METTL3/ HDGF/GLUT4/ENO2 軸通過增加糖酵解和血管生成促進(jìn) GC 腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移。此外，METTL3 在胃癌中表達(dá)明顯升高，與胃癌患者預(yù)后不良相關(guān)。因此，METTL3 可能是胃癌潛在的預(yù)測因子和治療靶點。此外該單位作者還同時發(fā)了一篇高分綜述，圍繞胃癌中的 RNA 甲基化酶 METTL3 展開，大家感興趣可以自行下載。
胰腺癌是一種起病隱匿、早期診斷困難、手術(shù)切除率低的胃腸道惡性腫瘤，是世界上常見的致命腫瘤之一。胰腺癌的 5 年生存率僅為 8%，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移期甚至降至 3%。因此，迫切需要闡明胰腺癌的分子機(jī)制，以達(dá)到診斷和治療干預(yù)的目的。作者針對胰腺癌，展開 RNA m6A 修飾研究，從 ALKBH5(eraser) 入手，上下游同時探索，成功探索到了上下游作用機(jī)制。思路其實和上篇差不多，都是先前期通過 TCGA 和自己的胰腺癌組織樣本入手，發(fā)現(xiàn) ALKBH5 存在顯著差異。然后通過體內(nèi)外實驗來驗證該基因?qū)膊〉囊粋€促進(jìn)作用。關(guān)鍵的來了，對 ALKBH5 的過表達(dá)細(xì)胞和正常細(xì)胞進(jìn)行 MeRIP-seq 和 RNA-seq，然后做差異分析，求交集，就能基本鎖定受甲基化酶調(diào)控的基因（PER1）。
上圖就是作者可視化了如何篩選到受甲基化酶調(diào)控靶基因的過程
ALKBH5 過表達(dá)后，PER1 的 3’UTR 區(qū)的 m6A 修飾被擦除。
機(jī)制上，ALKBH5 通過轉(zhuǎn)錄后調(diào)控 m6A 去甲基化作用以 m6A- YTHDF2 依賴的方式激活 PER1。PER1 的上調(diào)導(dǎo)致 ATM-CHK2-P53/CDC25C 信號通路的重新激活，抑制細(xì)胞生長。p53 誘導(dǎo)的 ALKBH5 轉(zhuǎn)錄激活在胰腺癌中起著調(diào)節(jié) m6A 修飾的反饋回路作用。
文末是小編收集的近幾個月的較高分有關(guān) m6A 修飾的研究，感興趣的老師可以聯(lián)系在線客服溝通 獲取。
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