2025-07-01
文章題目(mu)：The landscape of N6-methyladenosine in localized primary prostate cancer
中(zhong)文標(biao)題：局限性前列腺癌的m6A全景(jing)觀(guan)圖譜
發表期刊：nature genetics
影響因(yin)子：29
發(fa)表時間：2025年
研究對象：前列腺癌組織
涉(she)及組學：m6A meRIP, WGS, RNA-seq, Proteomics等
一、研究背(bei)景
前(qian)列腺(xian)癌(ai)(ai)是全球(qiu)男性中最常見的惡(e)性腫瘤(liu)之一(yi)，其(qi)高度異(yi)質(zhi)性和復(fu)雜微環境(jing)對精準診療構成了(le)重大挑戰。N6-甲基腺(xian)苷(gan)（m6A）是RNA最常見的修飾，參與RNA穩定性、RNA剪切以及(ji)(ji)代謝等多個環節。已(yi)有報道顯示m6A在(zai)多種癌(ai)(ai)癥中可(ke)能發(fa)揮促癌(ai)(ai)或抑(yi)癌(ai)(ai)作(zuo)用，但其(qi)在(zai)前(qian)列腺(xian)癌(ai)(ai)中的全局(ju)分布、遺傳調控機制及(ji)(ji)臨(lin)床(chuang)意義(yi)仍(reng)不明(ming)晰。前(qian)列腺(xian)癌(ai)(ai)的高度異(yi)質(zhi)性使(shi)得現有基因組(zu)和轉(zhuan)錄(lu)組(zu)研究(jiu)(jiu)難以全面解(jie)釋其(qi)臨(lin)床(chuang)表(biao)型特(te)征(zheng)，表(biao)觀轉(zhuan)錄(lu)組(zu)研究(jiu)(jiu)或許能夠(gou)為前(qian)列腺(xian)癌(ai)(ai)的研究(jiu)(jiu)提供新見解(jie)。
二、研究思(si)路
步驟一：繪制(zhi)前列腺癌m6A全景圖譜(pu)
研究通過meRIP-seq對(dui)148例高質(zhi)量局限性前列(lie)腺(xian)癌(ai)組織樣本進行分析，識別(bie)出32,051個高置信度m6A峰(feng)，廣泛分布于癌(ai)基(ji)(ji)因（如MYC、AR）及(ji)非典型腫瘤抑制基(ji)(ji)因中，并與RNA表達、CNV、甲基(ji)(ji)化等組學特征高度相關，構(gou)建出系統的前列(lie)腺(xian)癌(ai)表觀轉錄(lu)組圖譜(pu)。
步驟二：構建m6A亞型并探索其臨床關(guan)聯
通過共(gong)識聚類，定義(yi)了五種(zhong)m6A亞(ya)型(xing)（P1–P5），并(bing)揭示其與病理T分級(ji)、IDC/CA亞(ya)型(xing)、基因(yin)組(zu)不穩(wen)定性和術后復發顯著相關(guan)。進一步發現這些亞(ya)型(xing)與mRNA表達(da)型(xing)、CNV亞(ya)型(xing)具有交(jiao)叉關(guan)系，并(bing)且m6A調控因(yin)子如(ru)YTHDF1的擴增與亞(ya)型(xing)特征密切相關(guan)。
步驟三：解析種系(xi)遺傳變異對m6A的調控作(zuo)用
整合WGS數據，識別出(chu)14,775個(ge)m6A-QTL，涵蓋(gai)1,017個(ge)基因，包括多個(ge)驅動基因（如TP53、FOXA1）。特定SNP（如rs4951018）不僅影響m6A豐度(du)，還同時調控目標(biao)基因的RNA和蛋(dan)白(bai)表(biao)達，揭示(shi)遺傳(chuan)變(bian)異通(tong)過m6A修(xiu)飾參與癌癥(zheng)發生(sheng)。
步驟四：探討缺氧對(dui)m6A修飾(shi)的調控機制
通(tong)過患者腫瘤樣本與(yu)細胞系（V16A、PC-3）在缺氧狀態下的(de)m6A譜對比，識別出2,280個(ge)缺氧相關的(de)m6A峰(feng)，顯(xian)示缺氧可廣(guang)泛下調關鍵調控(kong)基因的(de)m6A水平，并影響m6A酶的(de)表(biao)達(da)，揭(jie)示微環境壓力(li)與(yu)m6A修(xiu)飾間的(de)廣(guang)泛關聯(lian)。
步驟五：系統評估m6A作為預后標志(zhi)物的臨床(chuang)價(jia)值
在6個獨立(li)前列腺癌(ai)患(huan)者(zhe)隊列中(zhong)，系(xi)統評估m6A調控因(yin)子的(de)CNA與(yu)患(huan)者(zhe)預后的(de)關系(xi)，發現(xian)VIRMA與(yu)YTHDF3的(de)擴(kuo)增顯著預測(ce)術后復(fu)發。進(jin)一步發現(xian)TP53與(yu)NKX3-1等關鍵基因(yin)的(de)m6A水(shui)平可(ke)單獨或協同預測(ce)患(huan)者(zhe)復(fu)發風險，支持m6A作(zuo)為表觀生(sheng)物標志物的(de)潛力。
步驟六：功能驗證VCAN的(de)m6A修飾促進前列腺(xian)癌進展
篩選并驗(yan)證關鍵(jian)m6A修(xiu)(xiu)飾(shi)靶(ba)點(dian)VCAN，發現其(qi)m6A修(xiu)(xiu)飾(shi)增強mRNA穩(wen)定(ding)性(xing)和蛋(dan)白(bai)翻譯(yi)效率，依賴(lai)IGF2BP蛋(dan)白(bai)復合(he)物。VCAN高表達與不良(liang)預(yu)后(hou)、腫(zhong)瘤侵襲性(xing)顯著相關。shRNA敲低實驗(yan)進一(yi)步證實VCAN促進腫(zhong)瘤細胞增殖與轉移，是潛(qian)在的(de)治療靶(ba)點(dian)。
三、研究內容
1、局限(xian)性前列腺癌的(de)m6A圖譜(pu)
本(ben)研究系統分析了162例原發性局部前(qian)列腺(xian)癌(ai)樣本(ben)的m6A表觀轉錄(lu)組(zu)，采(cai)用meRIP-seq技術，識(shi)別出(chu)32,051個高(gao)置信(xin)度的m6A峰(feng)，廣泛分布于關鍵癌(ai)基因中。m6A豐度與(yu)RNA豐度、拷貝(bei)數變化、DNA甲基化及(ji)組(zu)蛋白修飾等(deng)其他組(zu)學(xue)特(te)征存(cun)在顯著相關性，這(zhe)些為(wei)前(qian)列腺(xian)癌(ai)中m6A調控機制及(ji)其與(yu)其他組(zu)學(xue)的交互作(zuo)用提供了新視角。
2、局(ju)部前列(lie)腺癌中m6A亞型及其臨床(chuang)相關(guan)性(xing)研究
局部(bu)前列腺癌(ai)患者(zhe)的(de)五個m6A亞(ya)型(xing)(xing)與(yu)腫(zhong)瘤大小(xiao)、病(bing)(bing)理(li)T分級(ji)、基因(yin)組(zu)不穩定(ding)性(xing)及(ji)手術后復發(fa)率顯(xian)(xian)著(zhu)相(xiang)關(guan)。m6A亞(ya)型(xing)(xing)與(yu)已知信使RNA及(ji)拷貝(bei)數變化亞(ya)型(xing)(xing)存在(zai)(zai)關(guan)聯，其特征(zheng)體現在(zai)(zai)m6A相(xiang)關(guan)的(de)“writer”、“reader”和“eraser”的(de)體細胞CNA模式中(zhong)。此外，特定(ding)m6A峰與(yu)臨床(chuang)特征(zheng)，如年齡、分級(ji)及(ji)IDC/CA的(de)存在(zai)(zai)相(xiang)關(guan)。在(zai)(zai)IDC/CA陽性(xing)病(bing)(bing)例中(zhong)，m6A峰數量顯(xian)(xian)著(zhu)增加(jia)，同時觀察(cha)到(dao)FANCA和TP53等腫(zhong)瘤抑制基因(yin)的(de)缺(que)失(shi)。因(yin)此，m6A亞(ya)型(xing)(xing)及(ji)其特定(ding)位點模式為理(li)解前列腺癌(ai)的(de)臨床(chuang)特征(zheng)提供了新的(de)視角(jiao)。
3、遺(yi)傳性對m6A調控的影(ying)響
一些(xie)單(dan)核苷酸多態性與m6A位(wei)點存(cun)在重疊關(guan)(guan)系，顯(xian)示A等位(wei)基因(yin)在活(huo)躍位(wei)點頻率顯(xian)著高于非A等位(wei)基因(yin)。分(fen)析發(fa)現多個(ge)SNP與m6A位(wei)點的等位(wei)基因(yin)不平(ping)衡相關(guan)(guan)，并與臨(lin)床特征相關(guan)(guan)。識別出14,775個(ge)顯(xian)著的m6A-QTLs，影(ying)響(xiang)(xiang)1,017個(ge)基因(yin)，包(bao)括60個(ge)癌癥驅動基因(yin)。這些(xie)結果表明，種系遺傳因(yin)素在m6A調(diao)控(kong)中(zhong)發(fa)揮(hui)關(guan)(guan)鍵作用，影(ying)響(xiang)(xiang)前(qian)列腺癌的發(fa)生和發(fa)展。
4、缺氧引起的m6A廣泛失調
缺(que)氧(yang)(yang)是局(ju)部前(qian)列腺癌的(de)(de)重(zhong)要不良預后特征，關(guan)聯腫瘤(liu)分(fen)級、侵(qin)襲性(xing)導管內癌及疾(ji)病復發(fa)。本研究識別(bie)出2,280個與(yu)缺(que)氧(yang)(yang)相(xiang)關(guan)的(de)(de)m6A峰(feng)，這些峰(feng)在(zai)缺(que)氧(yang)(yang)腫瘤(liu)中(zhong)豐(feng)(feng)度顯(xian)著(zhu)降(jiang)低，主(zhu)要集(ji)中(zhong)于基因(yin)表達調控(kong)(kong)基因(yin)上。m6A調控(kong)(kong)因(yin)子的(de)(de)RNA豐(feng)(feng)度與(yu)缺(que)氧(yang)(yang)狀態呈(cheng)相(xiang)關(guan)性(xing)。此(ci)外(wai)，m6A患者亞型與(yu)缺(que)氧(yang)(yang)關(guan)聯，其中(zhong)突變(bian)較少的(de)(de)P5群體為最規范氧(yang)(yang)群體。通過將V16A和PC-3細胞(bao)系暴露于0.2% O2 24小時，驗證了缺(que)氧(yang)(yang)相(xiang)關(guan)的(de)(de)m6A峰(feng)，這些峰(feng)與(yu)原發(fa)患者的(de)(de)缺(que)氧(yang)(yang)響(xiang)應m6A峰(feng)顯(xian)著(zhu)重(zhong)疊，進一步支持(chi)了缺(que)氧(yang)(yang)與(yu)m6A分(fen)布之間的(de)(de)密切關(guan)聯。
5、m6A作為(wei)前列腺(xian)癌患者預后的生物標志物
大多數腫瘤中(zhong)m6A酶(mei)因體細胞(bao)突(tu)變而改變，且基因拷貝數喪失與(yu)(yu)RNA和(he)(he)(he)蛋白豐度(du)降低相(xiang)關(guan)，這(zhe)些變化在TCGA前列腺腺癌隊列中(zhong)得(de)到了驗證(zheng)。分(fen)析(xi)1,239名患者的(de)六個獨立隊列，發現拷貝數變化顯著預測疾病復(fu)發。超過一半(ban)的(de)m6A峰(feng)（3,432個）與(yu)(yu)前列腺癌驅動(dong)基因相(xiang)關(guan)，富集于(yu)細胞(bao)組織和(he)(he)(he)核酸代謝功能。生存分(fen)析(xi)顯示，TP53和(he)(he)(he)NKX3-1的(de)m6A豐度(du)與(yu)(yu)生化復(fu)發風險相(xiang)關(guan)。此外(wai)，20,334個m6A峰(feng)的(de)分(fen)析(xi)揭(jie)示，特定轉錄本上(shang)的(de)峰(feng)與(yu)(yu)不良預后顯著相(xiang)關(guan)。
6、m6A修飾VCAN與(yu)前列腺癌進展顯著相關
VCAN、INHBA和ZFHX4的(de)(de)(de)RNA豐度在(zai)兩個(ge)大(da)型患者隊列中(zhong)顯(xian)著(zhu)(zhu)相(xiang)關(guan)，約15%的(de)(de)(de)腫(zhong)(zhong)瘤中(zhong)檢測(ce)到VCAN m6A峰(feng)。VCAN作為(wei)細(xi)胞外基質的(de)(de)(de)關(guan)鍵成分，其mRNA豐度在(zai)具有m6A峰(feng)的(de)(de)(de)腫(zhong)(zhong)瘤中(zhong)顯(xian)著(zhu)(zhu)高于無m6A峰(feng)腫(zhong)(zhong)瘤，且與981名患者的(de)(de)(de)預后顯(xian)著(zhu)(zhu)相(xiang)關(guan)。VCAN敲低顯(xian)著(zhu)(zhu)抑制細(xi)胞增殖和遷(qian)移。研究發現m6A修(xiu)飾(shi)通過穩定(ding)VCAN mRNA并促進(jin)其翻譯(yi)，依賴于IGF2BP蛋白，增強(qiang)前列腺癌細(xi)胞的(de)(de)(de)侵(qin)襲(xi)性(xing)。
四、文章(zhang)總(zong)結
本(ben)研(yan)究(jiu)(jiu)構建了(le)前(qian)列腺癌m6A修(xiu)飾的(de)(de)(de)系(xi)統(tong)性圖譜，涵(han)蓋162例局限性原(yuan)發(fa)前(qian)列腺癌樣本(ben)，結合(he)meRIP-seq、WGS、RNA-seq和蛋白組(zu)等多組(zu)學數據，揭示(shi)了(le)m6A修(xiu)飾在(zai)腫瘤發(fa)生發(fa)展中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)多層級調(diao)控機制。研(yan)究(jiu)(jiu)發(fa)現m6A修(xiu)飾在(zai)不同患(huan)者(zhe)中(zhong)(zhong)具有(you)顯(xian)(xian)著異(yi)質性，可(ke)劃分出(chu)5個m6A亞型，與(yu)腫瘤分級、體積、IDC/CA分型、基(ji)(ji)因(yin)組(zu)不穩定性及術后復發(fa)密切相關(guan)(guan)。研(yan)究(jiu)(jiu)進一步(bu)識別出(chu)大量(liang)m6A-QTL，揭示(shi)種系(xi)遺(yi)傳變異(yi)對m6A水平的(de)(de)(de)調(diao)控，并發(fa)現缺氧可(ke)廣(guang)泛影響m6A圖譜。功能驗證表明，VCAN等基(ji)(ji)因(yin)的(de)(de)(de)m6A修(xiu)飾可(ke)增強mRNA穩定性和翻譯效率，促(cu)進細胞(bao)增殖與(yu)遷移(yi)，且與(yu)患(huan)者(zhe)不良預后顯(xian)(xian)著相關(guan)(guan)。整體而言，該研(yan)究(jiu)(jiu)揭示(shi)了(le)m6A修(xiu)飾與(yu)遺(yi)傳背景、微環境(jing)因(yin)素及腫瘤表型之間的(de)(de)(de)復雜交互，為前(qian)列腺癌的(de)(de)(de)精準診療(liao)提供(gong)了(le)新(xin)的(de)(de)(de)靶點和生物(wu)標志物(wu)。
