劉思涵 余和芬

1.首都醫(yī)科大學(xué)第八臨床醫(yī)學(xué)院，北京 100038；2.首都醫(yī)科大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)系，北京 100069

乳腺癌是世界范圍內(nèi)女性最常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率以每年0.5%的速度增長[1]。在女性群體中，乳腺癌已取代肺癌，成為發(fā)病率最高的腫瘤[2]。由于早期診斷的普及和治療手段的進步，乳腺癌的五年生存率已從20 世紀60 年代的63%上升為現(xiàn)在的90%。然而，對于確診時即為進展期或已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者來說，五年生存率僅為26%。乳腺癌仍是危害女性健康的嚴重疾病。表觀遺傳學(xué)一直是生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點，m6A 修飾作為真核細胞內(nèi)最普遍的RNA 修飾形式，通過影響RNA 的多種生物學(xué)過程，參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展和耐藥等多個方面。本文就m6A 修飾與乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移和化療耐藥的有關(guān)研究做一綜述，旨在從m6A 修飾表觀遺傳角度為延緩乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移，逆轉(zhuǎn)乳腺癌化療耐藥提供參考依據(jù)。

1 m6A修飾概述

1.1 m6A修飾的基本概念

m6A 修飾是發(fā)生在真核細胞RNA 中一種最主要的表觀遺傳修飾，其具體含義是指腺嘌呤（A）第6 位氮原子形成的一種甲基化修飾。m6A 修飾具有序列偏好性，主要定位于保守的RRACH 序列（R=G或A；H=A、C 或U）中，且此序列富集于mRNA 的3’非翻譯區(qū)（3’-UTR）和終止密碼子區(qū)[3]。

1.2 m6A修飾的動態(tài)調(diào)控

m6A 修飾是一種動態(tài)可逆的變化過程，主要由三種類型的蛋白調(diào)控，分別是m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶（writers）、m6A 去甲基酶（erasers）以及m6A 識別蛋白（readers）。

1.2.1 m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶 m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶的主要功能是以S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine，SAM）作為甲基供體，在mRNA 的分子的特定位點加入m6A 修飾。目前明確的m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶主要包括甲基轉(zhuǎn)移酶樣蛋白3（methyltransferase-like 3，METTL3）、甲基轉(zhuǎn)移酶樣蛋白14（methyltransferaselike 14，METTL14）和腎母細胞瘤1- 相關(guān)蛋白（Wilm’s tumor 1-associated protein，WTAP）。METTL3 具有催化活性，將甲基轉(zhuǎn)移至受體腺嘌呤6 號氮原子。METTL14 本身不具備催化活性，但是可以穩(wěn)定RNA 底物并促進METTL3 的催化活性。WTAP 通過與METTL3 和METTL14 相互作用 將其招募至相應(yīng)的mRNA 靶點。其他m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶還有RNA 結(jié)合基序蛋白15（RNA binding motif protein 15，RBM15）、鋅指CCCH 域蛋白13（zinc finger CCCH domain containing protein13，ZC3H13）、METTL16（methyltransferase-like16，METTL16）等。

1.2.2 m6A 去甲基酶 目前明確的m6A 去甲基酶主要有肥胖相關(guān)蛋白（fat-mass and obesityassociated protein，F(xiàn)TO） 和Alk B 同源物5（Alk B homolog 5，ALKBH5）。盡管FTO 和ALKBH5 都可以去除甲基，但是它們二者對底物的選擇性具有差異，F(xiàn)TO 可以去除m6A 修飾和m6Am 修飾中的甲基，而ALKBH5 只能去除m6A 修飾上的甲基。除此之外，F(xiàn)TO 和ALKBH5 在去甲基序列的偏好性和去甲基的具體過程也不完全相同。

1.2.3 m6A 識別蛋白 如果說甲基轉(zhuǎn)移酶和去甲基酶共同調(diào)節(jié)細胞內(nèi)mRNA 的m6A 水平，那么m6A識別蛋白則通過選擇性結(jié)合m6A 甲基化修飾在下游發(fā)揮調(diào)控作用。m6A 識別蛋白主要包括YTH結(jié)構(gòu)域蛋白1-2（YTHDC1-2）、YTH 結(jié)構(gòu)域家族1-3（YTHDF1-3）、異質(zhì)核糖核蛋白（heterogeneous nuclear ribonucleoproteins，HNRNPs）， 包 括HNRNPC、HNRNPG、HNRNPA2B1、真核起始因子3（eukaryotic initiation factor 3，eIF3）等。結(jié)合蛋白通過直接或間接與m6A 修飾位點結(jié)合，發(fā)揮調(diào)節(jié)mRNA 的功能。

2 m6A修飾與乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移

2.1 m6A甲基轉(zhuǎn)移酶與乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移

多種m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶參與調(diào)控乳腺癌的侵襲轉(zhuǎn)移。METTL3 作為最重要的m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶，其在乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移中發(fā)揮的作用還存在爭議。Hu等[4]發(fā)現(xiàn)METTL3 在乳腺癌中高表達并提示預(yù)后不良，通過在蛋白質(zhì)水平調(diào)控Zeste 基因增強子同源物2（enhancer of Zeste 2 polycomb repressive complex 2 subunit，EZH2），進而下調(diào)E-鈣黏蛋白（E-cadherin），促進乳腺癌細胞發(fā)生上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和遠處轉(zhuǎn)移。然而，Shi 等[5]發(fā)現(xiàn)，METTL3 在三陰性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）中低表達，并且與短距離無轉(zhuǎn)移生存密切相關(guān)。在此基礎(chǔ)上，Ruan 等[6]揭示了TNBC 中METTL3 的上游調(diào)控因子，提出miR-34c-3p 通過降低METTL3 mRNA 和蛋白質(zhì)水平，促進TNBC 的增殖，轉(zhuǎn)移和侵襲。但是過表達circMETTL3 則可以通過分子海綿作用，阻止miR-34c-3p 和METTL3 mRNA 相互作用，逆轉(zhuǎn)miR-34c-3p 在TNBC 中的發(fā)揮的促癌作用。因此，circMETTL3 可能作為TNBC 治療的新方法。METTL3 在乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移中的作用機制十分復(fù)雜，目前還沒有達成共識，有待進一步的研究。

METTL14 作為m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物之一，也參與乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移的調(diào)控。Yi 等[7]發(fā)現(xiàn)，METTL14 在乳腺癌組織中高表達，通過調(diào)節(jié)m6A 修飾和hsa-miR-146a-5p 表達，進一步促進乳腺癌細胞的遷移和侵襲。而Gong 等[8]卻發(fā)現(xiàn)，METTL14在乳腺癌細胞中表達下調(diào)，導(dǎo)致結(jié)腸腺瘤樣息肉（adenomatous polyposis coli，APC）基因的mRNA 穩(wěn)定性降低。APC 作為Wnt 信號通路的拮抗劑，其水平降低可以導(dǎo)致Wnt 通路的異常激活，從而在腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移方面起到促進作用。研究表明[9-10]，METTL14 可以與多種長鏈非編碼RNA（lncRNAs） 相互作用，在腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移中發(fā)揮促進作用。異常的METTL4 和m6A 水平與乳腺癌病情和預(yù)后密切相關(guān)，有研究提出[11]，激素受體陰性的乳腺癌患者是否可能受益于外源性METTL14 的過度表達，為乳腺癌的臨床治療提供了新的分子靶點。

Wang 等[12]發(fā)現(xiàn)，WTAP 表達與乳腺癌腫瘤大小和分級呈正相關(guān)，與腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況呈負相關(guān)，有關(guān)WTAP 抑制乳腺癌腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的潛在機制還有待進一步研究。Ou 等[13]首次提出WTAP可能作為C5aR1+中性粒細胞促癌通路中的重要中間因子，促進乳腺癌的進展。C5aR1+中性粒細胞通過分泌白細胞介素（interleukin，IL）-1β 和腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α，協(xié)同激活細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2（extracellular signalregulated kinase1/2，ERK1/2），促進WTAP 磷酸化，增加其穩(wěn)定性。增加的WTAP 通過促進烯醇化酶1（enolase 1，ENO1）m6A 修飾，誘導(dǎo)乳腺癌糖酵解，促進乳腺癌的惡性進展，創(chuàng)新性地提出了C5aR1+中性粒細胞和WTAP-ENO1 網(wǎng)絡(luò)作為乳腺癌治療靶點的潛力。

2.2 m6A去甲基酶與乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移

FTO 失調(diào)在乳腺癌中的作用機制尚不明確。Jeschke 等 發(fā)現(xiàn)FTO 在乳腺癌中低表達，通過提高m6A 水平，調(diào)控Wnt 信號通路，促進上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化。除此之外，Jeschke 等[14]還提出了FTO 低表達的腫瘤細胞對Wnt 通路抑制劑具有更高的敏感性，F(xiàn)TO 低表達的乳腺癌患者更有可能從Wnt 抑制劑中獲益。然而，Xu 等[15]發(fā)現(xiàn)FTO 在人表皮生長因子受體-2（HER-2）陽性的乳腺癌中高表達，通過FTO/miR-181b-3p/ARL5B 軸，加速腫瘤細胞遷移和侵襲。作為除FTO 以外的另一種m6A 去甲基酶，ALKBH5 在乳腺癌中侵襲轉(zhuǎn)移中作用也逐漸被更多的學(xué)者關(guān)注。Zhang 等[16-17]發(fā)現(xiàn)，ALKBH5可能作為缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia inducible factor，HIF）的下游靶基因，和鋅指蛋白217（zinc finger protein 217，ZNF217）協(xié)同，降低NANOG 同源盒蛋白（NANOG homeobox，NANOG）和Kruppel 樣因子（Kruppel like factor，KLF）4 mRNA的m6A修飾水平，提高NANOG 和KLF4 的mRNA 穩(wěn)定性，進而增加乳腺癌發(fā)生和轉(zhuǎn)移所需的干細胞的百分比，在乳腺癌中起到致癌作用。以上研究為臨床提供了研發(fā)ALKBH5 抑制劑阻止乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移的新思路。

2.3 m6A識別蛋白與乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移

YTHDF1 是用途最廣、功能最強的識別蛋白。研究表明[18-20]，YTHDF1 與包括消化系統(tǒng)，呼吸系統(tǒng)，泌尿系統(tǒng)在內(nèi)的多種腫瘤的進展密切相關(guān)。YTHDF1 在乳腺癌組織和細胞中高表達，與腫瘤細胞的增殖、侵襲、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化等惡性進展呈正相關(guān)，而與生存期和免疫細胞腫瘤浸潤呈負相關(guān)。關(guān)于YTHDF1 促癌作用的潛在機制，Sun 等[21]認為YTHDF1 可以通過METLL14 依賴的方式調(diào)控E2F 轉(zhuǎn)錄因子8（E2F transcription factor 8，E2F8）mRNA 的穩(wěn)定性和DNA 損傷修復(fù)，發(fā)揮致癌作用。Chen 等[22]則認為乳腺癌中高表達的YTHDF1 可以通過識別并結(jié)合到叉頭盒蛋白M1（forkhead box M1，F(xiàn)OXM1）mRNA 的m6A 修飾位點，促進FOXM1的翻譯，發(fā)揮致癌作用。Yao 等[23]發(fā)現(xiàn)，腫瘤內(nèi)缺氧可以誘導(dǎo)HIF-1α，抑制miR-16-5p 表達，進而促進YTHDF1 的表達，最后通過上調(diào)丙酮酸激酶M2（pyruvate kinase M2，PKM2）增強腫瘤糖酵解，發(fā)揮促癌作用。除YTHDF1 以外，Lin 等[24]還發(fā)現(xiàn)，在TNBC 細胞中，YTHDF3 可以通過m6A 修飾依賴的方式增強E 盒結(jié)合鋅指蛋白（zinc finger E-box binding homeobox 1，ZEB1）mRNA 的穩(wěn)定性，發(fā)揮促癌作用。通過以上研究，YTHDF1 和YTHDF3 有望成為乳腺癌患者預(yù)后評價指標和潛在的治療靶點。

Lv 等[25]將HNRNPC 與在多種腫瘤中表達異常的circRNA 聯(lián)系起來，推測乳腺癌中上調(diào)的circBACH2 在細胞質(zhì)中作為has-miR-944 的分子海綿，促進HNRNPC 的表達和活性，進而影響MAPK 信號通路，從而加速BC 細胞的增殖。Shi 等[26]提出IGF2BP1 與長鏈非編碼RNA MIR210HG 相互作用，通過MYCN/IGF2BP1/MIR210HG/miR-210 軸，在乳腺癌進展中發(fā)揮促癌作用。

3 m6A修飾與乳腺癌化療耐藥

阿霉素是多種表型乳腺癌化學(xué)治療的首選方案。Li 等[27]發(fā)現(xiàn)METTL3 在阿霉素耐藥的乳腺癌細胞中高表達，通過調(diào)控人肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（metastasis associated in lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）的表達，招募E2F1 并激活下游前梯度蛋白2（anterior gradient 2，AGR）的表達，從而促進乳腺癌細胞對阿霉素的耐藥。Huang 等[28]發(fā)現(xiàn)，WTAP 可以與lncRNA DLGAP1-AS1 形成正反饋環(huán)，促進乳腺癌細胞化療耐藥。Wang 等[29]發(fā)現(xiàn)在對阿霉素耐藥的乳腺癌細胞中FTO 高表達，并且其發(fā)揮作用與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白和轉(zhuǎn)錄激活子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）相關(guān)。STAT3 是促進乳腺癌細胞產(chǎn)生化療耐藥的重要因子，STAT3 和FTO 通過形成雙向促進的環(huán)路，促進乳腺癌細胞對阿霉素的化療耐藥。雖然文獻數(shù)量較少，但FTO 在化療耐藥乳腺癌細胞中的高表達水平這一觀點基本一致。在未來，是否可以利用FTO 抑制劑來逆轉(zhuǎn)乳腺癌化療耐藥有待進一步研究。Wu 等[30]發(fā)現(xiàn)蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶5（protein arginine methyltransferase 5，PRMT5）通過增強ALKBH5 的核轉(zhuǎn)位，從而上調(diào)ALKBH5，去除BRCA1 的m6A 修飾以穩(wěn)定mRNA，進一步增強DNA 修復(fù)能力，從而降低阿霉素對乳腺癌細胞的療效。

4 總結(jié)與展望

m6A RNA 修飾除了在腫瘤的發(fā)生進展中起到重要調(diào)控作用，還與神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等多種疾病密切相關(guān)。參與m6A 修飾的有關(guān)蛋白通過與miRNA，lncRNA，circRNA 等多種分子和免疫細胞相互作用，在乳腺癌侵襲進展和化療耐藥中發(fā)揮作用。正是由于參與m6A 修飾的有關(guān)蛋白種類繁多且功能各異，所以為抗癌藥物的研發(fā)提供了數(shù)目眾多的潛力靶點，也為逆轉(zhuǎn)化療耐藥提供了新思路。未來的研究中，臨床需要就各種關(guān)鍵的修飾蛋白在不同表型乳腺癌細胞中表達水平的高低得出統(tǒng)一結(jié)論，為乳腺癌靶向藥物的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)，以期通過藥物的高度靶向作用降低副作用。