METTL1 介导的 m7G tRNA 修饰通过调控 TNF-α 密码子特异性翻译驱动甲状腺乳头状癌进展与转移

为探究 METTL1 介导的 m7G tRNA 修饰在甲状腺乳头状癌（PTC）中的作用，研究人员分析其表达与功能。发现 METTL1 在 PTC 中高表达，通过甲基转移酶活性促进增殖转移，调控 TNF-α 密码子特异性翻译。为 PTC 治疗提供新靶点。

　　

甲状腺癌作为全球发病率呈上升趋势的恶性肿瘤，其中甲状腺乳头状癌（PTC）占比超 80%，虽多数患者预后较好，但仍有部分患者存在淋巴结转移、包膜浸润等恶性特征，且部分病例无常见基因突变，其发病机制亟待深入探索。表观转录组学研究表明，RNA 修饰在癌症中起关键作用，而 tRNA 修饰作为连接转录与翻译的重要环节，其在 PTC 中的分子机制却鲜为人知。N7 - 甲基鸟苷（m7G）是 tRNA 常见修饰之一，由 METTL1/WDR4 复合物介导，已有研究显示其与多种肿瘤相关，但在 PTC 中的作用尚未明确。在此背景下，福建医科大学附属第一医院的研究人员开展了相关研究，旨在揭示 METTL1 介导的 m?G tRNA 修饰在 PTC 中的作用及机制，该研究成果发表在《Cell Death and Disease》。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过 GEO 和 TCGA 数据库分析 METTL1 在 PTC 中的表达及预后意义；构建 METTL1 敲低和过表达的 PTC 细胞系，利用 CCK-8、克隆形成、Transwell 等实验检测细胞增殖、迁移和侵袭能力；建立裸鼠皮下移植瘤模型和腹股沟淋巴结转移模型，验证 METTL1 在体内的作用；运用 RNA-seq 和 TMT 定量蛋白质组学筛选 METTL1 下游靶点；采用 TRAC-seq 技术分析 m?G tRNA 修饰水平；通过 ELISA 检测 TNF-α 分泌水平，利用嘌呤霉素摄入实验检测翻译效率；构建 TNF-α 野生型和突变型质粒，进行挽救实验验证机制。此外，研究还纳入了 48 例 PTC 患者的组织样本，通过免疫组化分析 METTL1、WDR4 和 TNF-α 的表达及相关性。

METTL1 在 PTC 中高表达并与不良预后相关

通过分析 GSE197443 数据集和 TCGA 数据库，发现 PTC 肿瘤组织中 METTL1 和 WDR4 的 mRNA 表达显著高于正常组织，且高表达与患者总生存期（OS）缩短相关。免疫组化结果显示，METTL1 蛋白在 56.3% 的 PTC 肿瘤组织中上调，且与淋巴结转移正相关。单因素和多因素 Cox 回归分析表明，METTL1 是 PTC 患者预后的独立危险因素，其预测价值与 AJCC 分期相当。

METTL1 通过甲基转移酶活性促进 PTC 细胞增殖和转移

体外实验显示，敲低 METTL1 可显著抑制 PTC 细胞的增殖、克隆形成能力，诱导细胞周期阻滞于 S 期，并降低细胞的迁移和侵袭能力。过表达 METTL1 则促进细胞恶性行为，而催化失活突变体 METTL1-MUT 无法发挥作用。体内裸鼠移植瘤模型显示，METTL1 敲低组肿瘤生长缓慢，重量减轻，Ki-67 表达降低；淋巴结转移模型中，METTL1 敲低显著减少腹股沟淋巴结转移体积。

METTL1 通过调控 TNF-α 的翻译促进 PTC 进展

RNA-seq 和蛋白质组学分析发现，METTL1 敲低后 TNF-α 介导的信号通路显著下调。进一步研究表明，METTL1 不影响 TNF-α 的转录水平，但降低其蛋白表达和分泌。CHX 处理实验显示 METTL1 不影响 TNF-α 蛋白稳定性，嘌呤霉素摄入实验证实 METTL1 敲低降低全局翻译效率。TRAC-seq 分析发现，METTL1 敲低导致 23 种 m?G 修饰的 tRNA 表达下降，这些 tRNA 解码的密码子在 TNF-α mRNA 中富集。通过构建 TNF-α 密码子突变体，证实 METTL1 通过 m?G tRNA 修饰介导的密码子特异性翻译调控 TNF-α 表达，且该过程依赖 METTL1 的甲基转移酶活性。

TNF-α 是 METTL1 驱动 PTC 进展的关键下游因子

外源性补充 TNF-α 重组蛋白可部分恢复 METTL1 敲低导致的 PTC 细胞增殖和转移能力下降，而 TNF-α 抑制剂 R-7050 则抑制野生型 PTC 细胞的恶性行为。临床样本分析显示，METTL1、WDR4 和 TNF-α 的表达在淋巴结转移患者中更高，且三者表达呈正相关。

研究结论与意义

本研究揭示了 METTL1/WDR4 复合物通过催化 m?G tRNA 修饰，调控 TNF-α 的密码子特异性翻译，从而驱动 PTC 细胞的增殖和转移。这一机制为 PTC 的发生发展提供了新的解释，证实了 METTL1 在 PTC 中的致癌作用，并确立了 TNF-α 作为其关键下游靶点。研究结果不仅拓展了对 tRNA 修饰在癌症中作用的认识，还为 PTC 的治疗提供了潜在新靶点，有望通过干预 METTL1/m?G tRNA/TNF-α 轴开发针对性治疗策略，为克服 PTC 的进展和转移提供新方向。尽管目前针对 m?G 修饰的抑制剂尚未开发，但该研究为后续临床转化研究奠定了重要基础。