文献解读:经典的m6A研究思路

之前有讲过m6A这个火热而备受关注的领域，今天我以不久前发表在GUT期刊（IF：19.89）的一篇文章来学习一下m6A是如何搭上胃癌的，思路经典，值得学习。

胃癌(Gastric cancer, GC)作为常见的致命肿瘤，几乎一半的胃癌病例发生在东亚地区。不幸的是晚期胃癌患者的预后仍然很差，m6A甲基化与其相关的甲基转移酶是参与肿瘤的发生和发展的重要调节因素，因此，通过m6A甲基化进程识别新的生物标志物和治疗靶点对胃癌的诊断和治疗是迫切需要的。

首先作者检测了28个胃癌组织和配对正常胃粘膜的巨噬细胞趋化因子核糖核酸水平，结果发现，胃癌组织mRNA和total RNA中的m6A整体水平显著高于正常组，通过比较28对胃癌组织和正常胃组织中关键分子标记物METTL3、METTL14和WTAP等，qPCR和TCGA结果发现胃癌中的METTL3的表达水平显著高于正常组，同时实验发现METTL3的高表达与患者不良预后相关。                       

从发现的突破口METTL3入手，于是作者从上下游进行机制探究。作者首先通过UCSC基因组生物信息学网站分析了METTL3启动子的修饰发现METTL3可能受H3K27ac乙酰化的调节；通过对TCGA数据的分析发现P300基因表达在胃癌中显著上调；于是作者用C646（一种靶向P300的组蛋白乙酰转移酶抑制剂）处理HGC-27细胞，结果显示METTL3的表达显著降低；接着作者使用两个特定的siRNAs直接敲除P300发现显著降低了METTL3的基因和蛋白质水平；此外，染色质免疫沉淀分析结果表明，METTL3的启动子区富含P300结合和H3K27ac信号，P300的敲除可显著降低P300的表达。这些实验证实了P300介导的启动子H3K27ac激活是METTL3上调的部分原因。                       

为了验证以上结论，作者从体内体外进行了补充实验证明METTL3 确实能促进胃癌转移以及血管生成、内皮细胞生长和形成等。                       

上游机制探索完成，接下来从METTL3下游进行研究。作者对METTL3过表达稳定的胃癌细胞进行RNA测序，对METTL3过表达稳定的GC细胞和对照组细胞进行m6A修饰的RNA免疫沉淀测序(MeRIP-seq)。结果显示，有3个转录本在RNA-seq和MeRIP-seq数据中重叠，分别为HDGF、C12orf45和CDKN2A；接下来，作者验证了这三个候选基因在高表达胃癌细胞系(BGC823和AGS)和低表达胃癌细胞系(HGC-27和NCI-N87)中的基因水平，同时通过蛋白质印迹分析证实，HDGF蛋白水平受METTL3的正向调节；接着METTL3敲除时，HDGF水平都明显降低；更重要的是，METTL3过表达导致HDGF染色明显增加。这些实验证实METTL3通过上调HDGF表达加速胃癌的恶性进程。

与验证上游机制类似，为了验证以上结论，作者进一步描述HDGF在胃癌中的致癌功能，通过定量逆转录聚合酶链反应、蛋白质印迹法、敲除等一系列实验，发现METTL3通过HDGF激活的葡萄糖转运蛋白GLUT4和ENO2的表达增强糖酵解反应来加速胃癌的恶性进程。                       

糖酵解是癌症的主要代谢特征之一，作者又进行了复杂的补充实验来证明METTL3上调HDGF部分是通过诱导糖酵解来促进胃癌的发展和进展。                       

机制上作者发现p300介导了METTL3在启动子区的H3K27ac修饰诱导了METTL3转录激活，METTL3写入对HDGF基因的m6A修饰，体内外实验证明METTL3上调HDGF的分泌促进肿瘤血管生成和胃癌转移，而HDGF激活GLUT4和ENO2的表达，进而增加胃癌细胞的糖酵解，促进胃癌的进展，导致临床预后变差。因此，METTL3可能是胃癌潜在的生物标志物和治疗靶点。

整篇文章作者针对胃癌，辅助RNA m6A的修饰研究，癌症+m6A两大热门领域，通过测序比较找到突破口（METTL3），从上下游同时探索完整机制，再加上严谨的实验论证，发表高分文章自然水到渠成。你学会了吗？最后附思路图。