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RNA甲基化酶METTL14介导lnc-LSG1 m6A修饰抑制肾透明细胞癌转移的作用及机制研究

摘要肾细胞癌起源于肾实质泌尿小管上皮系统,在所有成人恶性肿瘤中占比超4%,是常见的泌尿系统恶性肿瘤,发病率在所有恶性肿瘤中列于第八位。肾透明细胞癌约占所有肾细胞癌的90%,起病隐匿,无典型的临床表现,近年来虽然早期诊断比率有所提高,但仍有近20%患者在诊断时已发生转移,失去手术机会。而许多最初能进行手术切除的患者最后复发。肾透明细胞癌对放化疗均不敏感,转移性肾透明细胞癌主要依赖免疫治疗和分子靶向治疗,但治疗效果仍不理想,年生存率不足20%。转移性肾癌是目前肾透明细胞癌治疗中的难点,深入研究肾癌转移的机制有望为转移性肾癌的治疗提供新的思路。N6-甲基腺嘌呤(N-methyladenosine,m6A)修饰是高等生物RNA上最为普遍的修饰。m6A修饰在细胞内是一个动态可逆的过程,主要受甲基转移酶(METTL3,METTL14,WTAP等)、去甲基化酶(FTO,ALKBH5等)及一些m6A识别蛋白(YTHDF1/2/3,YTHDC1/2,IGF2BP1/2/3等)共同调控。近来研究显示m6A修饰在肿瘤发生和进展中的作用研究已成为目前肿瘤学研究中的热点问题。<br>  目的:<br>  通过MeRIP测序(methylated RNA immunoprecipitation sequencing)以及一系列体内和体外实验,阐明METTL14通过m6A修饰对于肾透明细胞癌进展的调控作用以及具体机制。<br>  方法:<br>  为了探索m6A修饰在肾透明细胞癌进展中的潜在影响,我们首先通过qPCR,Western blot和免疫组化检测了肾透明细胞癌的癌和癌旁组织中m6A修饰通路相关分子的表达水平。接着我们通过细胞增殖实验、侵袭转移实验和划痕实验、肾原位癌模型和肺转移模型研究了METTL14对肾透明细胞癌发生发展的影响。然后我们利用MeRIP测序寻找METTL14的生理底物,经过RNA-IP,侵袭转移实验的进一步验证,最终明确了长链非编码RNA,lnc-LSG1,作为METTL14的下游靶基因。为了研究lnc-LSG1的具体作用机制,我们首先通过FISH(fluorescence in situ hybridization)实验明确lnc-LSG1在细胞中的定位,在线数据库catRAPID预测发现lnc-LSG1可能和上皮剪接调控蛋白2(ESRP2)蛋白发生结合。最后,我们进一步运用RNA-pulldown、RNA-IP、RT-qPCR、western blot实验阐明了lnc-LSG1对ESRP2蛋白的调控机制,以及METTL14影响lnc-LSG1和ESRP2的具体机制。<br>  结果:<br>  METTL14在肾透明细胞癌中存在低表达的现象,且METTL14的表达水平与肾透明细胞癌的恶性程度呈负性相关,表达水平低的患者预后相对较差。METTL14表达水平的改变对细胞的增殖无明显影响,而敲低METTL14后细胞的侵袭转移速度显著加快,反之,过表达METTL14后侵袭转移速度显著减慢。在动物实验中,肾原位癌模型以及肺转移模型均表明敲低METTL14后细胞的侵袭转移能力明显增加。在进一步的机制研究中,我们发现敲低METTL14后,lnc-LSG1上的m6A丰度显著下降,但lnc-LSG1的表达量未见显著变化。敲低lnc-LSG1后细胞的迁移和侵袭能力显著降低,过表达lnc-LSG1能显著增加细胞的迁移和侵袭能力。catRAPID网站分析预测以及RNA-pulldown和RNA-IP实验表明lnc-LSG1与ESRP2蛋白存在较强的结合能力。Lnc-LSG1能够通过与ESRP2直接结合而增加ESRP2的泛素化修饰水平,进而促进ESRP2蛋白的降解。METTL14能够增加lnc-LSG1的m6A修饰,促进m6A的识别蛋白YTHDC1与lnc-LSG1的结合,从而竞争性地抑制ESRP2与lnc-LSG1的结合。<br>  结论:<br>  METTL14对于肾透明细胞癌的侵袭转移能力具有重要的抑制作用,METTL14表达水平越低,肾透明细胞癌的恶性程度越高且患者预后相对较差。METTL14通过m6A的识别蛋白YTHDC1抑制lnc-LSG1与ESRP2的结合,从而减少ESRP2的泛素化修饰,增加了ESRP2蛋白表达水平。了解METTL14在肾透明细胞癌中的作用机制利于我们更好地了解肾透明细胞癌的发生和发展,为我们提供了治疗和预防肾透明细胞癌的新方向。<br>  创新点:<br>  1.METTL14在肾透明细胞癌中低表达,并且能够抑制肾透明细胞癌的侵袭转移能力,其表达水平越低,肾透明细胞癌的恶性程度越高且患者预后相对较差。<br>  2.Lnc-LSG1能够显著促进肾透明细胞癌的侵袭转移。<br>  3.Lnc-LSG1能够通过与ESRP2蛋白结合而促进ESRP2泛素化降解。<br>  4.METTL14通过m6A修饰促进m6A识别蛋白YTHDC1与lnc-LSG1的结合。<br>  5.YTHDC1与lnc-LSG1的结合能竞争性抑制ESRP2与lnc-LSG1的结合。

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