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为探究肝癌(HCC)发生发展机制,研究人员开展 MAZ 相关研究,发现其与 m6A 甲基化及 HCC 预后密切相关,有重要意义。
肝癌是一种严重威胁人类健康的恶性肿瘤,在全球范围内,它是第六大常见癌症,也是癌症死亡的第三大主要原因,其中肝细胞癌(HCC)约占肝癌病例的 75 - 85%。HCC 起病隐匿,恶性程度高,大多数患者在疾病进展的中晚期才被诊断和治疗,预后极差。即便当前有手术、放化疗、靶向治疗和免疫治疗等手段,但 HCC 术后的高复发和转移率仍是亟待解决的难题。因此,探寻 HCC 发生发展过程中的关键生物标志物,深入研究其分子机制,对 HCC 患者的早期诊断和治疗至关重要。
桂林医学院的研究人员针对这一问题开展了研究,相关成果发表在《Journal of Translational Medicine》上。该研究揭示了 MAZ(myc - 相关锌指蛋白)、METTL3(甲基转移酶样蛋白 3)和 ZEB1 在 HCC 预后中的关键作用及潜在应用,为 HCC 的诊断和预后评估提供了新的分子标志物和潜在靶点。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。他们收集了桂林医学院附属医院病理科的 HCC 患者石蜡包埋样本及临床病理数据,构建了样本队列。同时采用免疫组化染色(IHC)检测相关蛋白表达;通过 RNA 测序(RNA - seq)和人类 mRNA m6A 测序(m6A - seq)筛选下游靶点;利用双荧光素酶报告基因实验验证蛋白与基因启动子的结合;借助生物信息分析挖掘数据库中各指标的相关性;还使用 CCK8 实验、Transwell 实验和体内成像等方法探究细胞功能。
研究结果如下:
- MAZ 介导 HCC 细胞中的 m6A 甲基化:研究人员选取了 5 种 HCC 细胞系,检测 MAZ 的 mRNA 表达水平和总 m6A 水平,发现 HCC 细胞中 MAZ 表达高于正常肝细胞 L02,而总 m6A 水平则低于 L02。敲低 Hep3B 细胞中 MAZ 表达后,总 m6A 水平显著上升。进一步研究发现,MAZ 可调节 m6A 甲基化关键酶(如 METTL3、METTL14、FTO 和 ALKBH5)的转录,且 MAZ 与 METTL3 启动子结合最强。
- MAZ 调节 HCC 组织中关键 m6A 酶的表达:通过对 HCC 组织进行 IHC 染色和生物信息分析,发现 MAZ 与 METTL3、METTL14、ALKBH5 和 FTO 的表达显著相关。MAZ 高表达组中,METTL3 高表达率较高,呈正相关;而 METTL14、FTO 和 ALKBH5 高表达率较低,呈负相关。此外,多变量 Cox 回归分析表明,MAZ 和 METTL3 的表达与 HCC 患者的预后密切相关。
- ZEB1 和 TRIM50 是 HCC 中 MAZ 通过 m6A 甲基化作用的关键下游靶基因:对 MAZ 敲低的 Hep3B 细胞进行 RNA - seq,并对 HCC 患者的肿瘤组织和癌旁组织进行 m6A - seq,经数据交叉分析筛选出 19 个 MAZ 下游基因,其中 ZEB1 和 TRIM50 因在 EMT 过程中的关键作用被选为研究对象。双荧光素酶实验证实 MAZ 可结合 ZEB1 和 TRIM50 的启动子区域,且二者在 HCC 组织中的表达与 MAZ 呈正相关。同时,预测发现 ZEB1 和 TRIM50 的 mRNA 序列存在多个 m6A 甲基化位点。
- ZEB1 与 HCC 组织和细胞中的关键 m6A 酶相关:生物信息分析显示,ZEB1 与 METTL3、METTL14、ALKBH5 和 FTO 均显著相关,而 TRIM50 仅与 ALKBH5 相关。在 HCC 细胞中干扰 METTL3 表达后,ZEB1 表达下降,表明 ZEB1 可在 HCC 中被 m6A 甲基化调控。
- MAZ、METTL3 和 ZEB1 在 HCC 患者中的预后意义:通过拯救实验证实 ZEB1 是 MAZ 和 METTL3 的关键下游靶点。对更多 HCC 组织进行 IHC 染色,发现 ZEB1 和 METTL3 表达呈正相关。基于 TCGA 数据库建立的列线图模型,展示了 MAZ、METTL3 和 ZEB1 对 HCC 预后的联合影响,进一步支持了它们在 HCC 患者预后评估中的潜在应用。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次报道了 MAZ 在 HCC 的 m6A 甲基化和预后中的关键作用,MAZ 通过靶向 METTL3 和 ZEB1 的转录影响 HCC 进程。MAZ 作为一种重要的转录因子,在多种恶性肿瘤中异常高表达,本研究进一步表明其在 HCC 预后评估中的重要性,可能成为潜在的预后生物标志物。METTL3 作为 m6A 甲基化的关键催化亚基,在 HCC 中也起着关键作用,且发现了其受 MAZ 转录调控并介导 ZEB1 的 m6A 甲基化这一新通路。此外,ZEB1 和 TRIM50 的 m6A 修饰为肿瘤机制研究提供了新方向。不过,该研究也存在一定局限性,如仅探讨了 4 种 m6A 关键酶,MAZ/ZEB1 与其他 m6A 调节因子的关系以及 MAZ 和 METTL3 调控 ZEB1 的机制还需进一步研究。但总体而言,该研究为 HCC 的诊断和治疗提供了新的思路和潜在靶点,具有重要的临床意义。