NSUN2介导SOCS3 mRNA m5C修饰调控膀胱癌中巨噬细胞极化的机制研究

《Cell Death & Disease》：NSUN2-mediated m5C modification of SOCS3 mRNA modulates macrophage polarization in bladder cancer

本研究针对膀胱癌肿瘤微环境中巨噬细胞M2型极化促进肿瘤进展的机制不明问题，开展了NSUN2介导的m5C RNA甲基化调控巨噬细胞极化的主题研究。结果发现NSUN2通过甲基化SOCS3 mRNA抑制其稳定性与核输出，激活JAK2/STAT3通路促进M2极化。该研究揭示了m5C修饰在免疫微环境调控中的新功能，为膀胱癌免疫治疗提供了新靶点。

　　

在膀胱癌的复杂战场中，肿瘤相关巨噬细胞扮演着亦敌亦友的双面角色。这些免疫细胞根据微环境信号分化为两种功能迥异的类型：发挥抗癌作用的M1型和促进肿瘤生长的M2型。临床观察表明，膀胱癌组织中的巨噬细胞主要表现为M2型，这种极化状态与患者的不良预后密切相关。然而，调控巨噬细胞极性转换的分子开关究竟何在？传统研究多聚焦于N6-甲基腺苷修饰，而对另一种重要的RNA修饰形式——5-甲基胞嘧啶在免疫调控中的作用知之甚少。

近日发表在《Cell Death & Disease》的研究论文首次揭示了RNA m⁵C甲基转移酶NSUN2通过表观遗传调控巨噬细胞极化的全新机制。为了探索m⁵C修饰在膀胱癌肿瘤微环境中的作用，研究人员从临床样本分析入手，结合多组学技术筛选，最终发现NSUN2-m⁵C-YBX1/TET2轴通过调控SOCS3/JAK2/STAT3信号通路，成为决定巨噬细胞命运的关键分子开关。

研究采用的主要技术方法包括：从中山大学肿瘤防治中心膀胱癌患者获取临床样本进行免疫荧光和流式细胞术分析；使用人源THP-1和小鼠RAW264.7巨噬细胞系、骨髓来源巨噬细胞及外周血单核细胞来源巨噬细胞建立极化模型；通过RNA干扰技术调控基因表达；采用RNA免疫共沉淀、RNA pull-down、mRNA稳定性检测等分子生物学技术验证相互作用；通过动物实验验证体内功能。

浸润性TAMs在BC组织中的分布

研究人员首先通过流式细胞术分析6对膀胱癌组织及癌旁正常组织，发现CD68+巨噬细胞在癌组织中显著富集。更重要的是，M2型巨噬细胞在癌组织中占比高达36.2%，而正常组织中仅为13.2%；M1型则呈现相反趋势。这一结果证实M2型确实是膀胱癌肿瘤微环境中的主要巨噬细胞亚型。

NSUN2在TAMs中的表达及其与BC患者的临床关联

通过qPCR筛选10种m⁵C甲基转移酶的表达谱，发现NSUN2在癌组织中的上调最为显著。数据库分析显示，NSUN2高表达与膀胱癌患者较差的免疫治疗反应和预后相关。特别值得注意的是，TAMs中NSUN2高表达与淋巴结转移、肌层浸润等不良临床特征正相关，且患者5年总生存期更短。

NSUN2调控巨噬细胞的极化和功能

在多种巨噬细胞模型中敲低NSUN2后，M1标志基因表达上调而M2标志基因表达下调；过表达NSUN2则产生相反效果。共培养实验进一步证明，NSUN2敲低的M2型巨噬细胞对膀胱癌细胞的促生长能力显著减弱。流式细胞术结果一致显示NSUN2表达水平与M2型比例呈正相关。

敲低NSUN2增加SOCS3表达，NSUN2通过SOCS3/JAK2/STAT3通路介导巨噬细胞极化

转录组测序和GO分析发现，SOCS3是NSUN2下游最显著上调的基因。机制研究表明，NSUN2通过降低SOCS3表达，解除对JAK2/STAT3通路的抑制，从而促进M2极化。在NSUN2敲低细胞中进一步敲低SOCS3，可逆转JAK2/STAT3通路活化和巨噬细胞极化状态的改变。

在人体膀胱癌标本和体内验证NSUN2通过SOCS3通路介导TAMs极化

从人膀胱癌标本中分离TAMs进行验证，结果与细胞实验一致。动物实验中，清除内源性巨噬细胞后，分别回输不同处理的BMDMs，发现NSUN2敲低组肿瘤生长最慢，而同时敲低SOCS3可逆转这一效应。免疫荧光显示NSUN2敲低抑制体内M2极化，这一作用也依赖于SOCS3。

NSUN2甲基化SOCS3 mRNA

RNA免疫共沉淀证实NSUN2和m⁵C抗体均可富集SOCS3 mRNA，且这一结合依赖于NSUN2的表达。通过生物信息学预测和实验验证，确定了SOCS3 mRNA上的特异性m⁵C修饰位点。

NSUN2抑制SOCS3 mRNA的核输出

NSUN2敲低后，SOCS3 mRNA稳定性增加，胞质中SOCS3 mRNA水平升高而核内水平降低。点突变实验进一步证实m⁵C位点突变可阻断NSUN2结合并增强SOCS3 mRNA稳定性。

NSUN2介导的SOCS3 mRNA甲基化需要YBX1和TET2的协助

RNA pull-down和RIP实验表明，m⁵C阅读器YBX1和擦除器TET2均可结合SOCS3 mRNA的m⁵C位点。功能上，YBX1敲低增加SOCS3 mRNA稳定性，促进M1极化；TET2敲低则产生相反效果，表明二者共同精细调控这一过程。

该研究首次阐明了NSUN2-m⁵C-YBX1/TET2轴通过调控SOCS3 mRNA的代谢，进而影响JAK2/STAT3通路活性，最终决定膀胱癌中巨噬细胞极化方向的完整机制。与较为动态的m⁶A修饰不同，m⁵C修饰表现出更稳定的调控特性，这一发现拓展了RNA表观遗传修饰在肿瘤免疫微环境调控中的作用范畴。特别值得注意的是，研究揭示了YBX1和TET2在m⁵C修饰动态平衡中的协同作用，为理解RNA修饰的精细调控提供了新视角。

从转化医学角度，该研究为膀胱癌免疫治疗提供了新的潜在靶点。针对NSUN2-YBX1-TET2轴的小分子调节剂可能成为重编程肿瘤免疫微环境的新策略。尽管目前尚无NSUN2的特异性抑制剂上市，但已有研究报道可抑制其甲基转移酶活性的小分子化合物，为后续药物研发提供了方向。同时，YBX1作为多种癌症的关联抗原，其抑制剂如TAS0612等的抗肿瘤免疫调节作用也值得进一步探索。

这项由Yi Tang、Xinpei Deng、Yanjun Wang等研究人员完成的工作，不仅揭示了膀胱癌中巨噬细胞极化的新机制，更重要的是提出了通过靶向RNA m⁵C修饰来调控肿瘤免疫微环境的新理念，为改善膀胱癌患者预后提供了新的理论依据和治疗思路。