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这篇综述系统阐述了增强子RNA(eRNA)的N6-甲基腺苷(m6A)修饰在癌症中的调控机制,揭示了其通过表观遗传调控(如H3K27ac、H3K4me1)、转录因子(TF)招募和染色质重塑影响致癌基因(如MYC、SOX2)表达的分子通路,为开发靶向m6A-eRNA的癌症诊疗策略提供了新视角。
增强子与增强子RNA
作为基因组中关键的远端顺式调控元件,增强子通过招募转录因子(TF)和RNA聚合酶II(RNA Pol II)激活基因表达。近年研究发现,活跃增强子区域可转录产生增强子RNA(eRNA),这类非编码RNA(ncRNA)虽半衰期短(<10分钟),却能通过以下机制调控转录:
- 染色质重塑:eRNA直接结合黏连蛋白(Cohesin)组分SMC3/RAD21,维持增强子-启动子环结构。
- 组蛋白修饰:eRNA与组蛋白乙酰转移酶CBP/p300互作,促进H3K27ac标记,同时拮抗PRC2介导的抑制性H3K27me3沉积。
- 转录机器调控:如神经元中eRNA通过“诱饵”机制捕获负性延伸因子(NELF),释放 paused RNA Pol II以促进延伸。
m6A修饰的调控网络
m6A是真核生物RNA最常见的内部修饰,其动态性由三类蛋白调控:
- 写入蛋白:如METTL3-METTL14复合物催化m6A形成;
- 擦除蛋白:FTO/ALKBH5介导去甲基化;
- 阅读蛋白:YTHDF家族和IGF2BP3识别m6A并影响RNA稳定性。
m6A-eRNA在癌症中的双重作用
促癌机制:
- 乳腺癌:YTHDC1识别eRNA的m6A修饰,通过BRD4增强增强子活性,激活致癌基因转录。
- 胰腺癌:METTL3与cofilin-1(CFL1)协作,驱动超级增强子相关RNA(seRNA)的m6A修饰,通过YTHDC2-MLL1轴升高H3K4me3水平,促进PDAC转移。
- 鼻咽癌:m6A修饰的SUCLG2-AS1通过CTCF介导染色质环化激活SOX2表达,导致放疗抵抗。
抑癌案例:
- 子宫内膜癌:IGFBP7-AS1 eRNA低表达与m6A修饰升高相关,其缺失导致免疫微环境失调。
治疗潜力与挑战
靶向m6A-eRNA的策略包括:
- 小分子抑制剂:如METTL3抑制剂STC-15已进入临床试验(NCT05584111);
- RNA编辑技术:CRISPR/dCas13系统可精确操控特定m6A位点;
- 联合疗法:BET抑制剂JQ1与化疗联用可逆转增强子异常激活。
当前挑战包括:
- eRNA检测需依赖GRO-seq等 nascent RNA技术;
- m6A修饰对eRNA稳定性的影响存在细胞类型依赖性(如mESCs中促降解,MCF-7细胞中抗降解)。
未来需整合单细胞多组学和纳米孔测序技术,解析m6A-eRNA在肿瘤异质性中的精确调控网络。