張海花,雷 燕,劉 宇,唐 松,王 露,姚冬梅

研究統(tǒng)計,子宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌是目前發(fā)病率較高的3種婦科惡性腫瘤[1]。大多數(shù)的婦科惡性腫瘤早期無明顯癥狀體征,確診時常已處于晚期,預(yù)后不佳。目前,臨床常采用手術(shù)聯(lián)合放化療的綜合治療模式治療婦科惡性腫瘤,但是放化療不良反應(yīng)多且明顯,對患者生活質(zhì)量影響很大。因此,在臨床治療中尋找新的藥物作用靶點是非常有待解決的問題。N6-甲基腺苷(m6A)修飾是由腺嘌呤(A)6-N位甲基化而形成的一種RNA修飾[2-3]。m6A修飾通過調(diào)控RNA剪切、轉(zhuǎn)運、翻譯來調(diào)控婦科腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。m6A甲基化調(diào)控婦科腫瘤的發(fā)展過程具有“雙刃劍”的功能,其通過促進(jìn)或者抑制癌基因的表達(dá),影響婦科腫瘤的發(fā)展。因此,m6A甲基化可能是婦科腫瘤治療的新潛在靶標(biāo)。通過分析m6A調(diào)節(jié)分子對目標(biāo)基因RNA修飾的影響,了解腫瘤發(fā)生發(fā)展的機(jī)制,進(jìn)而可提出個性化診療新思路。本文就m6A修飾在婦科惡性腫瘤中的作用機(jī)制及作用靶點進(jìn)行如下綜述。

1 m6A

m6A甲基化修飾是最為常見的真核mRNA的甲基化修飾。m6A甲基化位點主要位于保守序列RRACH(R=A,G;H=A,C,U)上,富集靠近終止密碼子、5'或3'-非翻譯區(qū)(UTR)和內(nèi)部長外顯子處[2-7]。研究發(fā)現(xiàn)m6A調(diào)控主要通過甲基轉(zhuǎn)移酶、去甲基酶和甲基化結(jié)合蛋白發(fā)揮動態(tài)調(diào)控作用[8-9]。

1.1 m6A甲基轉(zhuǎn)移酶

m6A甲基轉(zhuǎn)移酶的主要作用是對RNA上的腺苷進(jìn)行m6A甲基化修飾[10]。m6A甲基轉(zhuǎn)移酶包括甲基轉(zhuǎn)移酶樣蛋白(METTL)3、METTL14、WT1相關(guān)蛋白(WTAP)等[6-7,11]。METTL3催化m6A修飾[12]。METTL14協(xié)助與METTL3在細(xì)胞核內(nèi)以1∶1的比例結(jié)合,形成穩(wěn)定的復(fù)合體[6]。WTAP通過招募METTL3、METTL14進(jìn)入細(xì)胞核而增強(qiáng)m6A的甲基化作用[11]。METTL16、KIAA1429的主要功能分別是催化m6A的修飾和調(diào)控基因的3-UTR和停止密碼子附近的m6A甲基化[13-14]。

1.2 m6A去甲基酶

m6A去甲基酶作用是將m6A甲基化修飾去除,和m6A甲基轉(zhuǎn)移酶對m6A修飾一起進(jìn)行調(diào)節(jié),使m6A甲基化修飾水平保持動態(tài)平衡。m6A去甲基酶包括FTO和ALKBH3/5,均屬雙加氧酶AlkB家族,它們依靠α-酮戊二酸和二價鐵對m6A修飾的堿基進(jìn)行去甲基化反應(yīng)[15-16]。最新發(fā)現(xiàn)肥胖相關(guān)蛋白(FTO)與ALKBH5基因沉默與高表達(dá)均可導(dǎo)致m6A甲基化改變[11]。同時,ALKBH5對mRNA加工因子的組裝、mRNA輸出和RNA代謝有調(diào)控作用[11]。

1.3 m6A甲基化結(jié)合蛋白

m6A甲基化結(jié)合蛋白參與不同的RNA代謝過程并影響RNA產(chǎn)生不同的行為,不同的甲基化結(jié)合蛋白介導(dǎo)不同的下游作用。m6A甲基化結(jié)合蛋白包括YTHDF1-3、YTHDC1-2、IGF2BPs、hnRNPA2B1、eIF3等[17-19];YTHDF2識別和降解m6A甲基化修飾的mRNA[20]。YTHDF1識別m6A修飾,和eIF3、eIF4A3協(xié)同調(diào)控mRNA的翻譯[21]。YTHDF3與YTHDF2、YTHDF1共同作用,促進(jìn)靶基因的翻譯[21]。YTHDC1調(diào)節(jié)mRNA剪切[22]。YTHDC2影響mRNA翻譯效率[23]。IGF2BPs增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性、翻譯率和豐度[23]。hnRNPA2B1參與miRNA的剪切過程[24]。eIF3是43S翻譯起始前復(fù)合物的組成部分,通過與mRNA 5-UTR中m6A位點的相互作用來調(diào)控蛋白質(zhì)的翻譯[25]。

2 m6A在婦科惡性腫瘤中的研究

2.1 宮頸癌

宮頸癌是常見的婦科腫瘤,發(fā)生主要與人乳頭瘤病毒感染、免疫抑制等因素相關(guān)。目前研究已證實,m6A參與細(xì)胞的增殖、分化、免疫抑制等方面,與宮頸癌的發(fā)展有密切關(guān)系。因此闡明m6A與宮頸癌發(fā)生的相關(guān)分子機(jī)制,將為其治療提供新的潛在靶點。

1)甲基轉(zhuǎn)移酶與宮頸癌。m6A甲基轉(zhuǎn)移酶參與宮頸癌的細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移。LIU等[26]研究發(fā)現(xiàn),METTL3高表達(dá)參與了宮頸癌的發(fā)生發(fā)展。METTL3過表達(dá),增強(qiáng)了IGF2BP2與CTSL mRNA的相互作用,促進(jìn)了腫瘤轉(zhuǎn)移。METTL3還可通過調(diào)節(jié)非編碼RNA發(fā)揮促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移作用。METTL3增強(qiáng)circ0000069穩(wěn)定性,抑制miR-4426,促進(jìn)宮頸癌發(fā)展和細(xì)胞轉(zhuǎn)移[27]。METTL3可參與上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT),促進(jìn)宮頸癌的發(fā)展[28]。綜上可知METTL3可通過調(diào)節(jié)不同靶點在宮頸癌中發(fā)揮促癌作用,這有望成為探索治療宮頸癌新藥物的研究方向。

2)去甲基酶與宮頸癌。m6A去甲基酶也與宮頸癌密切相關(guān)。目前關(guān)于m6A去甲基酶通過調(diào)控非編碼RNA來促進(jìn)宮頸癌發(fā)展的研究得到越來越多的證實。WANG等[29]研究證實了FTO可以增強(qiáng)lncRNA HOXC13-AS的穩(wěn)定性,使得FZD6表達(dá)上調(diào)、激活Wnt/β-catenin,促進(jìn)宮頸癌發(fā)展、細(xì)胞侵襲和EMT。未來可能通過抑制去甲基酶的相關(guān)靶點,干預(yù)宮頸癌的進(jìn)展。

3)結(jié)合蛋白與宮頸癌。m6A結(jié)合蛋白同樣可通過相關(guān)通路、靶點作用于宮頸癌。研究發(fā)現(xiàn),YTHDF1通過對RANBP2表達(dá)的調(diào)節(jié)在宮頸癌中起促進(jìn)作用[30]。同時研究發(fā)現(xiàn),IGF2BP2或YTHDF1可協(xié)同METTL3作用于宮頸癌,METTL3過表達(dá)通過YTHDF1調(diào)控的m6A甲基化,增強(qiáng)己糖激酶2(HK2)的穩(wěn)定性,促進(jìn)宮頸癌的Warburg效應(yīng),發(fā)揮致癌作用[31]。IGF2BP2不僅與其他結(jié)合蛋白協(xié)同發(fā)揮致癌作用,還可單獨作用于宮頸癌細(xì)胞,ZHANG等[32]報道IGF2BP3可與KCNMB2-AS1結(jié)合發(fā)揮致癌作用。研究發(fā)現(xiàn)去甲基酶還可在非編碼RNA中發(fā)揮作用,FOXM1是一種致癌基因[33]。JI等[34]研究發(fā)現(xiàn)IGF2BP2和CircARHGAP12相互作用,增強(qiáng)FOXM1 mRNA的穩(wěn)定性,在宮頸癌中發(fā)揮促進(jìn)作用。綜上可知,當(dāng)前的研究證實了m6A甲基化修飾對宮頸癌的發(fā)生發(fā)展起著重要的作用。

2.2 卵巢癌

在卵巢癌中,m6A修飾是一種新發(fā)現(xiàn)的調(diào)控方式。目前尚未明確卵巢癌的病因,但是可以確定其發(fā)生與基因突變相關(guān)。卵巢癌早期無癥狀,發(fā)現(xiàn)晚,病死率高,預(yù)后差[35]。最新研究證實m6A甲基化修飾與卵巢癌密切相關(guān)。

1)甲基轉(zhuǎn)移酶與卵巢癌。甲基轉(zhuǎn)移酶與卵巢癌相關(guān)。研究證實METTL3在卵巢癌中過表達(dá),且與腫瘤組織學(xué)分級、FIGO分期和總生存率較差相關(guān)[36]。多項研究證實甲基轉(zhuǎn)移酶可通過作用于非編碼RNA在卵巢癌中發(fā)揮作用。METTL3在卵巢癌中調(diào)控microRNA-126-5p,靶向PTEN,激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動物西羅莫司靶蛋白通路促進(jìn)卵巢癌進(jìn)展[37];METTL3還可上調(diào)酪氨酸激酶AXL受體,誘導(dǎo)EMT,促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖轉(zhuǎn)移[37]。WTAP的高表達(dá)也與卵巢癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移相關(guān),WTAP調(diào)節(jié)microRNA-200和HK2的表達(dá),促進(jìn)卵巢癌進(jìn)展[38];METTL14下調(diào)穩(wěn)定肌鈣蛋白相關(guān)蛋白mRNA表達(dá),促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的增殖轉(zhuǎn)移[39]。以上研究均證實甲基轉(zhuǎn)移酶可通過相關(guān)通路、靶點影響卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展,未來可能通過改變甲基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá),達(dá)到治療卵巢癌的目的。

2)去甲基酶與卵巢癌。去甲基酶參與卵巢癌的機(jī)制更為復(fù)雜,目前FTO在卵巢癌中的作用有相悖的觀點,可能表明FTO在不同組織類型的卵巢癌中發(fā)揮的作用不同,在卵巢癌的疾病進(jìn)程中可能有雙向調(diào)節(jié)作用。ZHAO等[40]研究發(fā)現(xiàn)FTO過表達(dá)對卵巢癌的發(fā)展具有促進(jìn)作用。但是HUANG等[41]研究表明,FTO在卵巢癌組織中低表達(dá),可增強(qiáng)卵巢癌細(xì)胞增殖能力,FTO過表達(dá)可通過cAMP信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制卵巢癌的發(fā)展。現(xiàn)有研究還發(fā)現(xiàn)ALKBH5與卵巢癌相關(guān),ALKBH5在卵巢癌中過表達(dá),通過調(diào)控EGFR-PIK3CA-AKT-mTOR通路,增強(qiáng)Bcl-2 mRNA穩(wěn)定性,經(jīng)增強(qiáng)Bcl-2與Beclin1的結(jié)合可發(fā)揮抑癌效應(yīng)[42-43]。目前有研究還證實了,ALKBH3過表達(dá)通過增加CSF-1 mRNA表達(dá)來促進(jìn)卵巢癌的進(jìn)展[44]。這些結(jié)果都將為進(jìn)一步研究m6A修飾與卵巢癌的相關(guān)性奠定基礎(chǔ)。

3)結(jié)合蛋白與卵巢癌。LIU等[45]研究發(fā)現(xiàn)m6A結(jié)合蛋白YTHDF1在卵巢癌中高表達(dá),YTHDF1上調(diào)EIF3C mRNA表達(dá),促進(jìn)了卵巢癌細(xì)胞的侵襲。結(jié)合蛋白不僅可單個靶點作用于卵巢癌,也可通過多種靶點的全局效應(yīng)發(fā)揮作用,卵巢癌中YTHDF2高表達(dá),YTHDF2與miR-145通過m6A修飾形成負(fù)反饋通路調(diào)控卵巢癌進(jìn)展[46]。抑癌基因FBW7與YTHDF2相互作用并降解,增強(qiáng)m6A修飾的mRNA穩(wěn)定性,抑制卵巢癌細(xì)胞的存活和增殖[47]。

IGF2BP1在卵巢癌中可通過調(diào)控編碼和非編碼RNA發(fā)揮作用。SRC激酶是癌癥相關(guān)EMT的關(guān)鍵驅(qū)動因素,卵巢癌中IGF2BP1高表達(dá),通過IGF2BP1-SRC/ERK2軸促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和癌細(xì)胞發(fā)展[48];WANG和CHEN[49]還發(fā)現(xiàn)IGF2BP1是泛素樣修飾物激活酶6反義RNA1(UBA6-as1)-RBM15的m6A讀取器,UBA6-as1通過UBA6抑制卵巢癌細(xì)胞的發(fā)展和轉(zhuǎn)移。在非編碼RNA中,IGF2BP2通過microRNA-3187-3p/ERBB4/PI3K/AKT軸增強(qiáng)circ-0000745的豐度,促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的侵襲性和干性[50];circPBX3與IGF2BP2相互作用穩(wěn)定ATP7A mRNA表達(dá),促進(jìn)卵巢癌發(fā)展[51]。目前研究可知RNA結(jié)合蛋白通過不同通路、靶點參與卵巢癌的發(fā)生發(fā)展,目前盡管已經(jīng)取得了一些進(jìn)展,但針對m6A治療卵巢癌的具體分子機(jī)制仍需要進(jìn)一步深入研究,以期未來通過相關(guān)靶點為卵巢癌提供新的治療方向。

2.3 子宮內(nèi)膜癌

子宮內(nèi)膜癌是一種由子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞分化形成的惡性病變,多見于圍絕經(jīng)期及停經(jīng)后婦女。目前研究表明雌激素是子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞增殖的關(guān)鍵因素[52]。雌激素調(diào)控m6A甲基化在子宮內(nèi)膜癌中的表達(dá),從而對子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生起到促進(jìn)作用。

1)甲基轉(zhuǎn)移酶與子宮內(nèi)膜癌。m6A的甲基化修飾與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。在子宮內(nèi)膜癌中,METTL14突變或METTL3低表達(dá)降低了癌細(xì)胞的m6A mRNA水平,m6A甲基化修飾通過調(diào)控AKT信號通路相關(guān)蛋白的表達(dá)促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的生長[53]。因此,在治療子宮內(nèi)膜癌時,可考慮通過作用METTL14和METTL3來調(diào)控m6A mRNA水平,抑制AKT信號通路活性和子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的生長。WTAP在內(nèi)膜癌中高表達(dá),促進(jìn)內(nèi)膜癌細(xì)胞增殖轉(zhuǎn)移[54]。WTAP高表達(dá)提高CAV-1 mRNA 3-UTR的m6A修飾,下調(diào)CAV-1表達(dá),激活子宮內(nèi)膜癌中NF-κB通路,促進(jìn)內(nèi)膜癌的發(fā)展[54]。

2)去甲基酶與子宮內(nèi)膜癌。在子宮內(nèi)膜癌中FTO高表達(dá)[55]。ZHANG等[56]研究發(fā)現(xiàn),雌激素誘導(dǎo)FTO高表達(dá),其機(jī)制是通過mTOR途徑介導(dǎo)FTO聚集,促進(jìn)癌細(xì)胞生長;通過高雌水平誘導(dǎo)PI3K/AKT和MAPK信號通路,增強(qiáng)FTO表達(dá),促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移。FTO不僅可通過單個靶點發(fā)揮作用,還可協(xié)同其他結(jié)合蛋白發(fā)揮作用。FTO可去除HOXB13 mRNA中m6A修飾,去除YTHDF2對HOXB13的降解,上調(diào)HOXB13蛋白的表達(dá),激活WNT通路,促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[57]。ALKBH5是一種新的癌癥治療靶點。胰島素樣生長因子1受體(IGF1R)和IGF2基因的高表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌有關(guān),ALKBH5過表達(dá),促進(jìn)IGF1R上調(diào),激活I(lǐng)GF信號通路,促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞發(fā)展[58-59]。CHEN等[60]指出,ALKBH5降低m6A水平,促進(jìn)腫瘤干性基因SOX2轉(zhuǎn)錄,維持子宮內(nèi)膜癌干細(xì)胞特性,促使子宮內(nèi)膜癌發(fā)展。

3)結(jié)合蛋白與子宮內(nèi)膜癌。IGF2BP1在子宮內(nèi)膜癌中過表達(dá)[61]。IGF2BP1可提高致癌基因PEG10的表達(dá),促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌的發(fā)展[62-63]。IGF2BP1高表達(dá),與Sox2 3'-UTR的m6A位點結(jié)合,阻止Sox2的降解,促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌的發(fā)展[64]。YTHDF2在子宮內(nèi)膜癌中也發(fā)揮促癌作用,其結(jié)合致癌胰島素樣生長因子信號通路的關(guān)鍵介質(zhì)IRS1的甲基化位點,降解IRS1 mRNA,抑制IRS1/AKT信號通路,抑制子宮內(nèi)膜癌的發(fā)展[65-67]。YTHDF2還可通過調(diào)節(jié)長鏈非編碼RNA(LncRNA)FENDRR調(diào)控子宮內(nèi)膜癌的發(fā)展;YTHDF2通過調(diào)控抑癌基因LncRNA FENDRR降解,增強(qiáng)SOX4的表達(dá),促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌進(jìn)展[68]。這些發(fā)現(xiàn)均提示YTHDF2可能是一種致癌基因。以上研究證明m6A參與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)展,未來可通過這些機(jī)制、通路為子宮內(nèi)膜癌治療提供新的方案。

3 小結(jié)和展望

m6A甲基化修飾通過調(diào)節(jié)編碼RNA和非編碼RNA等多種RNA,通過作用相關(guān)通路、靶點,上調(diào)或下調(diào)腫瘤組織、細(xì)胞的表達(dá),促進(jìn)或者抑制婦科惡性腫瘤的發(fā)展。隨著未來對m6A修飾研究的更加深入,將會為臨床婦科惡性腫瘤的早期診斷和尋找新的治療靶點提供參考依據(jù)。因此,未來其具體的分子機(jī)制仍需進(jìn)一步探索,從而尋找更明確的分子靶標(biāo),以期研發(fā)出新的靶向藥物,早日應(yīng)用于臨床。