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m6A 依赖性糖酵解促进结直肠癌的进展

m6A-dependent glycolysis enhances colorectal cancer progression

时间：2020

期刊：Molecular Cancer

影响因子：10.679

摘要：

表观遗传改变涉及结肠直肠癌发生的各个方面。m6A 调节基因的改变在多种人类疾病的发病机制中起着重要的作用。然而，这种 mRNA 上的 m6A 修饰是否参与结直肠癌（CRC) 的糖代谢尚不清楚。采用转录组测序和液相色谱 - 串联质谱法（LC-MS) 评价 m6A 修饰与 CRC 糖代谢的相关性。通过质谱分析、体内外实验研究 METTL3 对 CRC 糖酵解和肿瘤发生的影响。采用 m6A-seq 等方法探讨 METTL3 在 CRC 中的分子机制。徐州中心医院 CRC 患者 METTL3 和 18F-FDG 摄取之间存在很强的相关性。在多种 CRC 模型中，METTL3 诱导的 CRC 肿瘤发生依赖于细胞糖酵解。机制上，METTL3 直接与 HK2 的 5 /3 UTR 区、SLC2A1 (GLUT1) 的 3 UTR 区相互作用，进一步稳定这两个基因，激活糖酵解途径。

01 关键结果展示

METTL3 与 CRC 糖酵解代谢密切相关            

Fig1e FDG 高水平组中 METTL3 的表达水平更高；

Fig1F LC/MS 检测两组样本中整体的 m6A 修饰水平，FDG 高水平组的整体 m6A 修饰水平更高。

m6A-seq 和 RNA-seq 确定受 METTL3 调控的潜在靶基因         

Fig 2d  展示样本中存在经典的 GGAC motif，fig 2e 展示 m6A peaks 在不同功能区域的分布。

Fig 3f  展示 m6A 修饰水平更高，基因表达水平也更高，fig 3h 展示基因 m6A 修饰水平与基因表达的联合分析结果。Fig 3i 锁定受 METTL3 调控的基因。Fig 3j  展示受甲基化酶调控基因的 m6A 修饰水平。

METTL3（m6A 甲基转移酶）调节 HK2 和 SLC2A1 (GLUT1) mRNA 水平和稳定性  

Fig3  显示敲除 METTL3 后 HK2 和 SLC2A1 基因的表达水平降低

02 研究结论

m6A 介导的 HK2 和 SLC2A1 (GLUT1) 的稳定分别依赖于 m6A 受体 IGF2BP2 或 IGF2BP2/3。METTL3 是 CRC 的功能性和临床致癌基因。METTL3 通过 m6A-IGF2BP2/3- 依赖机制稳定 CRC 中 HK2 和 SLC2A1 (GLUT1) 的表达。靶向 METTL3 及其途径为高糖代谢的 CRC 患者提供了合理的治疗靶点。

Zc3h13 调节核 RNA m6A 修饰和小鼠胚胎干细胞的自我更新

Zc3h13 regulates nuclear RNA m6 A methylation and mouse embryonic stem cell self-renewal

时间：2019

期刊：Mol Cell.

影响因子：14.548

摘要：

已知锌指蛋白 ZC3H13 在调节细胞核内 RNA m6A 甲基化过程中起重要作用。作者发现，在小鼠胚胎干细胞中，Zc3h13 基因的敲除显著降低了 mRNA 的整体 m6A 水平。当 Zc3h13 敲除后，WTAP、Virilizer 和 Hakai 的大部分转移到细胞质中，这表明 Zc3h13 是 Zc3h13-WTAP-Virilizer-Hakai 复合物的核定位所必需的，这对 RNA m6A 甲基化很重要。与 WTAP、Virilizer 或 Hakai 一样，Zc3h13 耗竭会损害自我更新并触发 mESC 分化。综上研究表明，Zc3h13 在核内锚定 WTAP、Virilizer 和 Hakai 以促进 m6A 甲基化和调节 mESC 自我更新方面起着关键作用。

Fig1A   展示 LC/MS 检测在不同样本中 m6A 修饰整体水平。

Fig1B  展示 motif 为 GGAC。

Fig1C  为关注基因的在不同组中 m6A 水平差异。

Fig1D IGV 展示关注基因的 m6A 水平。

Fig2E  展示敲除 Zc3h13 后，在基因的 3’UTR 区域的 m6A 水平有明显的降低。

Fig2F  也是说，同样的现象，只是换热图展示。

Fig2G  对核中 m6A 修饰和胞质中 m6A 修饰求交集。

Fig3  的菌落形成分析显示，敲除 zc3h13 的细胞中 ap 阳性菌落数量明显减少，说明了 Zc3h13 会影响 mESC 自我更新。

Wen 等人的研究表明，Zc3h13 是一种关键的 RNA m6A 调节器，它是包含 WTAP、Virilizer 和 Hakai 的进化保守复合物的一部分。Zc3h13 将这种复合物锚定在细胞核中，以促进 m6A 的甲基化和 mESC 的多能性。

1.Shen C, Xuan B, Yan T, et al. m6A-dependent glycolysis enhances colorectal cancer progression. Mol Cancer. 2020;19(1):72. Published 2020 Apr 3. doi:10.1186/s12943-020-01190-w

2.Wen J, Lv R, Ma H, et al. Zc3h13 Regulates Nuclear RNA m6A Methylation and Mouse Embryonic Stem Cell Self-Renewal. Mol Cell. 2018;69(6):1028–1038.e6. doi:10.1016/j.molcel.2018.02.015

3.Chen Y, Zhou C, Sun Y, He X, Xue D. m6A RNA modification modulates gene expression and cancer-related pathways in clear cell renal cell carcinoma. Epigenomics. 2020;12(2):87–99. doi:10.2217/epi-2019-0182

4.Aguilo F, Zhang F, Sancho A, et al. Coordination of m(6)A mRNA Methylation and Gene Transcription by ZFP217 Regulates Pluripotency and Reprogramming. Cell Stem Cell. 2015;17(6):689–704. doi:10.1016/j.stem.2015.09.005

5.Liu J, Yue Y, Han D, et al. A METTL3-METTL14 complex mediates mammalian nuclear RNA N6-adenosine methylation. Nat Chem Biol. 2014;10(2):93–95. doi:10.1038/nchembio.1432

6.Engel M, Eggert C, Kaplick PM, et al. The Role of m6A/m-RNA Methylation in Stress Response Regulation. Neuron. 2018;99(2):389–403.e9. doi:10.1016/j.neuron.2018.07.009

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