重大发现！N4- 乙酰胞苷修饰 ITGB5 mRNA 或成胰腺癌治疗新靶点

胰腺癌（PDAC）的神经浸润（PNI）机制不明，严重影响患者预后。研究人员针对此开展 N4- 乙酰胞苷（ac4C）修饰在 PDAC 中作用的研究。结果发现 N - 乙酰转移酶 10（NAT10）通过 ac4C 修饰 ITGB5 促进 PNI，联合抑制 NAT10 和黏着斑激酶（FAK）可减弱 PNI，为 PDAC 治疗提供新策略。

　　胰腺癌，这个被称为 “癌中之王” 的恶性肿瘤，一直让医学界头疼不已。胰腺癌的 5 年总生存率仅有 13%，超半数患者确诊时已处于局部晚期无法手术，这主要是因为它极易侵犯周围组织，而神经浸润（PNI）就是其显著特征之一，几乎 100% 的胰腺癌患者都存在 PNI，可它的具体发生机制却一直是个谜。RNA 修饰作为新兴研究领域，在肿瘤研究中展现出巨大潜力，多种 RNA 修饰与肿瘤的发生、发展密切相关。然而，在胰腺癌 PNI 方面，RNA 修饰的作用却鲜为人知。为了揭开这个谜团，探寻治疗胰腺癌的新方法，广东省人民医院、中山大学孙逸仙纪念医院等机构的研究人员开展了深入研究。

研究人员从 2008 年 1 月至 2020 年 7 月在中山大学孙逸仙纪念医院（SYSMH）、2014 年 1 月至 2024 年 7 月在广东省人民医院（GDPH）收集胰腺癌及癌旁组织样本。通过超高效液相色谱 / 质谱 - 质谱（UPLC/MS - MS）技术，在 55 种 RNA 修饰中发现，与无 PNI 的胰腺癌组织相比，有 PNI 的组织中 N⁴- 乙酰胞苷（ac4C）修饰显著改变 。ac4C 是一种乙酰化核苷，此前在多种肿瘤进展中发挥作用，但在胰腺癌 PNI 中的角色尚未明确。

研究人员进一步发现，N - 乙酰转移酶 10（NAT10）作为 mRNA ac4C 修饰的唯一已知 “书写者”，其在胰腺癌组织中的表达与 ac4C 修饰水平呈正相关。高表达 NAT10 的患者总生存期（OS）、无病生存期（DFS）和无进展生存期（PFS）更差。通过细胞实验和动物模型实验，研究人员沉默 NAT10 表达后，发现胰腺癌细胞的迁移、侵袭和 PNI 能力均受到抑制 。

在机制研究方面，研究人员运用 acRIP-seq、ac4C-seq 和 RNA-seq 等技术，发现 NAT10 通过 ac4C 修饰调节黏着斑通路。在众多潜在靶点中，整合素 β5（ITGB5）脱颖而出，它是黏着斑通路中的关键受体。NAT10 介导的 ac4C 修饰位于 ITGB5 mRNA 的编码区（CDS），可增强其稳定性。当 NAT10 表达被抑制时，ITGB5 mRNA 的 ac4C 修饰减少，导致其降解加快，蛋白表达降低 。

功能验证实验表明，过表达 NAT10 野生型（NAT10^WT）可增强胰腺癌细胞的迁移、侵袭和转移能力，而过表达催化失活的 NAT10 突变体（NAT10^G641E）则无此效果。进一步研究发现，ITGB5 可挽救因 NAT10 敲低而受损的细胞功能，促进肿瘤细胞向背根神经节（DRG）的侵袭和肺转移 。

基于以上发现，研究人员尝试寻找潜在的治疗策略。他们使用 NAT10 的小分子抑制剂 Remodelin（Rem）和 FAK 抑制剂 Defactinib（DFN）进行联合治疗。体外实验和体内实验结果显示，联合治疗可显著抑制肿瘤细胞的侵袭和 PNI，为胰腺癌治疗提供了新的方向。

该项研究发表在《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》上。此次研究主要运用了以下关键技术方法：一是样本收集与处理，收集来自 SYSMH 和 GDPH 两个队列的临床样本；二是采用 UPLC/MS-MS 技术分析 RNA 修饰；三是运用 RNA 免疫沉淀测序（acRIP-seq）、ac4C 测序（ac4C-seq）和 RNA 测序（RNA-seq）探究修饰机制；四是构建细胞模型和动物模型验证功能 。

研究结果如下：

1. ac4C 修饰和 NAT10 水平在胰腺癌 PNI 中升高：UPLC/MS-MS 分析发现，有 PNI 的胰腺癌组织中 ac4C 修饰上调，RNA dot blot assays 进一步证实了这一点。同时，分析公共数据库及两个独立队列发现，NAT10 在恶性细胞中高表达，与胰腺癌风险增加及不良预后相关 。
2. NAT10 敲低损害胰腺癌肿瘤迁移、侵袭和 PNI：在胰腺癌细胞系中沉默 NAT10 表达，Transwell 实验表明细胞迁移和侵袭能力减弱。与 DRG 共培养及小鼠坐骨神经模型实验显示，NAT10 敲低显著抑制 PNI 。
3. NAT10 在胰腺癌中的表达以 ac4C 依赖的方式调节黏着斑：NAT10 敲低降低了 ac4C mRNA 水平，测序分析发现 ac4C 位点主要位于 CDS 区域的经典共识 CXXCXX 基序内。KEGG 富集分析表明，NAT10 敲低影响黏着斑通路，抑制 FAK（Tyr397）和 Src（Tyr416）磷酸化 。
4. ITGB5 是胰腺癌 ac4C 修饰的下游靶点：RNA-seq 和基因富集分析（GSEA）表明，NAT10 调节黏着斑通路。通过重叠 acRIP-seq 和 ac4C-seq 数据，结合 RNA-seq 数据，确定 ITGB5 为关键靶点。acRIP 实验验证了 ITGB5 的 ac4C 修饰受 NAT10 调控 。
5. NAT10 介导的 ITGB5 的 ac4C 修饰促进胰腺癌细胞的迁移、侵袭和转移：过表达 NAT10^WT增强细胞迁移和侵袭能力，ITGB5 过表达可挽救因 NAT10 敲低而受损的细胞功能，促进肿瘤细胞向 DRG 的侵袭和肺转移 。
6. NAT10-ITGB5 - 黏着斑轴促进胰腺癌 PNI：Rem 和 DFN 联合治疗可显著抑制肿瘤细胞侵袭和 PNI。在人胰腺癌样本中，高 NAT10 表达的患者，ITGB5 表达与肿瘤侵袭表型正相关 。

研究结论和讨论部分指出，NAT10 通过介导 ac4C 修饰 ITGB5，激活 ITGB5-pFAK-pSrc 轴，促进胰腺癌 PNI 的发展。这一发现揭示了 ac4C 修饰在 PNI 中的重要作用，为预防 PNI 和改善胰腺癌患者预后提供了潜在的治疗靶点。然而，该研究也存在一定局限性，如目前尚未发现 ac4C 修饰的 “擦除器” 或 “阅读器”，研究主要基于细胞系和两个患者队列，体内模型也有待进一步完善。未来需要进一步探索 ac4C 修饰的调控机制，开发更有效的治疗策略，推动胰腺癌治疗的发展。