《Journal of Environmental Management》：Fluoride ions removal from synthetic solutions and industrial wastewater using a carboxymethyl cellulose bioaerogel modified with biochar/CuFe
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4/La metal–organic framework
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本研究针对六价铬[Cr(VI)]暴露致肺癌表观遗传机制不明的难题，揭示了WTAP通过m6A甲基化修饰调控HK2表达，驱动糖酵解重编程和干细胞特性维持的新机制。研究人员通过多组学分析、分子对接和人群样本验证，首次提出WTAP/HK2作为Cr(VI)暴露潜在生物标志物，为铬暴露人群早期预警提供新策略。
六价铬[Cr(VI)]作为明确的环境致癌物，长期吸入可诱发肺癌，但其致癌的表观遗传机制尚未完全阐明。近年来，RNA水平的m6A（N6-甲基腺苷）修饰作为连接基因转录与蛋白表达的关键节点受到广泛关注，然而WTAP（Wilms肿瘤1关联蛋白）在Cr(VI)诱导细胞恶性转化中的作用仍属未知。此外，Cr(VI)暴露可引起细胞糖代谢异常，但WTAP是否通过调控关键糖酵解酶HK2（己糖激酶2）介导代谢重编程并影响细胞干性，是本研究旨在解决的核心科学问题。
为系统揭示Cr(VI)致癌的新机制，研究团队整合了多种关键技术方法：首先利用Cr(VI)暴露小鼠模型和人类支气管上皮细胞（BEAS-2B）转化模型（CrT），通过免疫组化、m6A斑点杂交和蛋白质组学分析评估m6A修饰水平；采用加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选WTAP相关代谢表型；通过代谢流平衡分析（METAFlux）计算糖酵解通量；结合深度学习和分子对接预测WTAP-VIRMA复合物与HK2 mRNA的m6A位点结合模式；最后通过m6A甲基化RNA免疫共沉淀（MeRIP-qPCR）实验验证结合特异性，并在19名铬暴露工人和18名对照人群的外周血单核细胞（PBMCs）中进行生物标志物验证。
3.1. Cr(VI)暴露诱导m6A RNA甲基化
研究发现Cr(VI)暴露显著升高小鼠肺组织和人支气管上皮细胞中整体m6A修饰水平。蛋白质组学富集分析显示CrT细胞中RNA甲基化相关通路显著激活，提示m6A修饰在Cr(VI)致癌过程中起重要作用。
3.2. Cr(VI)诱导m6A定位蛋白WTAP高表达
Western blot结果显示CrT细胞和肺癌A549细胞中WTAP表达显著上调，且呈现浓度和时间依赖性。临床样本分析发现WTAP在肺鳞癌（LUSC）组织中的mRNA和蛋白水平均高于正常肺组织，表明WTAP可能参与Cr(VI)诱导的细胞恶性转化。
3.3. WTAP调控细胞增殖和干性并与患者预后相关
功能实验表明干扰WTAP表达可显著抑制CrT细胞增殖。通过计算mRNA干性指数（mRNAsi），发现Cr(VI)处理细胞和CrT细胞干性特征增强，且与WTAP表达呈正相关。机制上，WTAP过表达可上调干细胞标志物CD133表达，而WTAP高表达的LUSC患者总生存期显著缩短。
3.4. Cr(VI)暴露诱导细胞糖酵解异常
蛋白质组和转录组差异表达分析均显示CrT细胞中糖酵解通路显著富集。代谢流分析表明CrT细胞葡萄糖摄取量增加，乳酸生成趋势增强，证实Cr(VI)可引起糖代谢重编程。
3.5. WTAP参与细胞糖酵解代谢调控
WGCNA分析鉴定出与WTAP表达最相关的基因模块（MEturquoise），该模块基因显著富集于葡萄糖分解代谢过程。临床数据分析显示WTAP高表达样本中乳酸生成和释放通量显著升高，提示WTAP可能通过调节糖酵解影响肿瘤代谢。
3.6. Cr(VI)诱导的WTAP通过上调HK2调控糖酵解和干性
多组学数据交叉分析发现HK2和PFKM在Cr(VI)处理细胞中显著上调。功能实验证实WTAP可特异性正向调控HK2表达，且HK2高表达与细胞干性评分呈正相关。关键挽救实验表明敲低HK2可逆转WTAP过表达引起的CD133上调，证明HK2是WTAP调控干性的下游关键效应因子。
3.7. WTAP参与HK2 mRNA的m6A甲基化
通过深度学习预测HK2 mRNA存在3个潜在m6A修饰位点，其中位点2（AGACA）概率最高。分子对接显示WTAP-VIRMA复合物与HK2位点2具有高亲和力（对接得分-340.97）。MeRIP-qPCR实验证实WTAP敲低可显著降低HK2位点2的m6A富集程度，表明WTAP直接介导HK2转录后甲基化修饰。
3.8. WTAP和HK2作为Cr(VI)暴露潜在生物标志物
人群样本验证显示铬暴露工人PBMCs中WTAP和HK2表达显著高于对照组，且两者表达呈正相关，提示WTAP/HK2组合可作为铬暴露人群早期健康监测的潜在分子标志物。
本研究首次揭示WTAP通过m6A依赖性方式调控HK2表达，驱动糖酵解重编程和干细胞特性获得，阐明了Cr(VI)诱导细胞恶性转化的新表观遗传机制。值得注意的是，WTAP对糖酵通量的调控幅度较温和，提示其可能是精细调控代谢网络的因子之一。未来需通过直接代谢测量和微环境互作研究进一步验证其功能。该研究不仅为Cr(VI)致癌机制提供了新视角，更为开发针对暴露人群的早期预警生物标志物奠定了理论基础。
