再取进展！复旦大学研究团队：发现癌症潜在预测因子和治疗靶点

7月5日，复旦大学柯桂好研究团队在期刊《Molecular Cancer》上发表了研究论文，题为“NSUN6-mediated 5-methylcytosine modification of NDRG1 mRNA promotes radioresistance in cervical cancer”，本研究中，研究人员发现在抗药性CC样本中发现m5C修饰的含量较高，而NSUN6是与辐射敏感性相关的关键的m5C调节基因。在宫颈癌中，NSUN6的过表达与抗辐射能力和不良预后具有临床相关性。功能上，在宫颈癌的3D PDO模型中，较高的NSUN6表达与抗辐射能力相关。此外，在体外和体内实验中，沉默NSUN6增加了CC的辐射敏感性。机制上，通过整合m5C-seq、mRNA-seq和功能验证，研究人员鉴定出NSUN6的一个下游靶基因NDRG1。NSUN6促进了NDRG1 mRNA的m5C修饰，m5C阅读器ALYREF明确地与m5C标记的NDRG1 mRNA结合并增强了其稳定性。NDRG1过表达促进了同源重组介导的DNA修复，从而导致宫颈癌的抗辐射能力。

https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-024-02055-2#Sec30

背景知识

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宫颈癌（CC）是妇科最常见的恶性肿瘤之一。在预防和筛查方面取得进展后，发达国家的宫颈癌发病率和死亡率有所下降。然而，在发展中国家，这些发病率和死亡率仍然很高，甚至有所增加。对于晚期宫颈癌，强烈建议采用放疗。然而，放射抗性是宫颈癌相关死亡的主要原因。大约30%的晚期宫颈癌患者对放疗有抵抗力。因此，迫切需要揭示宫颈癌放射抗性的潜在分子机制，并探索克服这种抗性的潜在策略。到目前为止，已经研究了几种放射抗性的机制，如DNA损伤反应、缺氧、肿瘤血管生成、肿瘤异质性、癌干细胞、免疫侵袭、炎症和代谢。最近的研究还表明，表观遗传紊乱可能导致癌细胞对辐射产生抵抗力。

RNA 表观修饰，如 m6A 修饰，在基因表达中起着关键作用，并动态调节各种生理和病理过程，如肿瘤发生。另一种重要的 RNA 修饰是 5-甲基胞嘧啶（m5C），此前人们认为它在 tRNA 和 rRNA 等非编码 RNA 中是稳定的且含量丰富。基于先进的高通量技术，最近的研究表明 m5C 修饰也存在于 mRNA 中。最近的发现证实 m5C 分布在 mRNA 的 3'非翻译区（UTR）、5'UTR 和编码序列（CDS）中。NOP2/Sun RNA 甲基转移酶家族成员 2 和 6（NSUN2 和 NSUN6）已被确定为催化 mRNA 上 m5C 沉积的“写入者”。ALYREF 和 YBX1 已被确定为识别 m5C 修饰 mRNA 的“阅读器”。动态可逆的 m5C 修饰调节 RNA 代谢过程。m5C 修饰在肿瘤学中的重要性已成为越来越多研究的焦点。已有证据表明，5-甲基胞嘧啶（m5C）的高甲基化与膀胱癌、胃癌、食管癌、非小细胞肺癌和宫颈癌的肿瘤发生和耐药有关。此外，在多种癌症中已报道m5C相关酶（如NSUN6、NSUN2和ALYREF）的异常表达。m5C甲基转移酶之一的NSUN6在细胞增殖和肿瘤进展中起着关键作用。然而，m5C修饰和NSUN6在宫颈癌放疗敏感性中的作用和机制尚不清楚。

NSUN6基因敲低可使宫颈癌对放疗敏感

 02 

为了确定抑制NSUN6是否可以使宫颈癌对放疗敏感，研究人员建立了稳定的NSUN6敲低宫颈癌细胞进行功能丧失研究。正如预期的那样，RNA m5C水平在NSUN6敲除后显著降低。研究人员进一步评估了NSUN6敲低细胞的增殖和放射敏感性。CCK-8实验表明，下调NSUN6可抑制细胞的增殖能力。NSUN6敲低诱导IR后细胞周期阻滞。此外，NSUN6的稳定下调降低了辐射暴露后SiHa和Me-180细胞的克隆生成能力，增加了细胞凋亡。克隆形成实验和细胞凋亡实验结果表明，NSUN6基因敲低降低了宫颈癌细胞死亡的IR剂量阈值。蛋白免疫印迹分析显示，DNA损伤的生物标志物γ - h2ax在NSUN6敲低细胞中持续表达。此外，IF染色显示，IR后nsun6下调的细胞中存在更多的γ - h2ax阳性灶。结果提示，降低NSUN6的表达可提高宫颈癌体外放射敏感性。此外，研究人员发现下调NSUN6可增加宫颈癌细胞对顺铂/奥拉帕尼的敏感性。

下调NSUN6可增强宫颈癌的放射敏感性

研究结论

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综上，研究人员提供了令人信服的体外和体内证据，证明m5C和NSUN6可以通过调节NDRG1来调节宫颈癌的放射敏感性。NSUN6对NDRG1 mRNA的甲基化可以通过一个特殊的读取器ALYREF增加NDRG1 mRNA的稳定性。机制上，NSUN6-m5C-NDRG1轴通过增加DNA修复促进宫颈癌的放射抗性。此外，NSUN6在放射耐药样本中表达显著升高，并与宫颈癌患者预后不良相关。因此，NSUN6可能是宫颈癌的潜在预测因子和治疗靶点。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-024-02055-2#Sec30

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