O-GlcNAc糖基化通过稳定METTL3促进HMGB1降解抑制胰腺癌铁死亡并增强吉西他滨耐药性的机制研究

本研究针对胰腺癌治疗中吉西他滨耐药性和铁死亡调控的关键科学问题，揭示了METTL3通过m6 A-YTHDF2依赖性途径促进HMGB1降解的分子机制。研究人员发现O-GlcNAc糖基化修饰通过增强METTL3与去泛素化酶EIF3H的相互作用，稳定METTL3蛋白表达，进而抑制铁死亡并诱导化疗耐药。该研究为胰腺癌治疗提供了新的靶向策略，发表于《Molecular Medicine》。

　　

胰腺癌作为恶性程度最高的消化道肿瘤之一，5年生存率仅为12.8%，其中吉西他滨耐药是临床治疗失败的主要原因。近年来，铁死亡（Ferroptosis）——一种铁依赖性脂质过氧化驱动的细胞死亡方式，被发现与肿瘤耐药密切相关。然而，表观遗传修饰如何调控胰腺癌铁死亡和化疗耐药的分子机制仍不清楚。昆明医科大学第二附属医院肝胆胰外科的研究团队在《Molecular Medicine》发表的研究，首次揭示了RNA甲基转移酶METTL3通过O-GlcNAc糖基化修饰介导的蛋白稳定性调控网络，影响HMGB1-m⁶
A-YTHDF2信号轴，从而在胰腺癌进展中发挥双重调控作用。

研究采用临床样本分析、细胞功能实验（CCK-8、EdU、球体形成）、分子互作检测（Co-IP、RNA pull-down）、表观遗传学分析（MeRIP-qPCR、m⁶
A-ELISA）及小鼠移植瘤模型等关键技术。7例胰腺癌患者的配对组织样本用于验证METTL3表达特征，PANC1和BXPC3细胞系用于构建基因修饰模型。

METTL3在胰腺癌中高表达并促进细胞增殖、干性和吉西他滨耐药
临床数据分析显示高表达METTL3患者预后不良（图1A）。实验证实METTL3通过增强CD133⁺
干细胞群（图1H）和球体形成能力（图1G）促进肿瘤恶性表型。吉西他滨敏感性实验显示METTL3过表达使IC₅₀
值显著升高（图1E-F）。

METTL3通过抑制铁死亡促进肿瘤进展
KEGG分析发现METTL3与铁死亡通路密切相关（图S2A）。功能实验证实METTL3敲除导致线粒体超氧化物（图2A）、MDA（图2B）和铁离子（图2E）积累，同时降低GSH水平（图2C）和线粒体膜电位（图2F），呈现典型铁死亡特征。

HMGB1是METTL3的下游靶标
多组学交叉分析锁定HMGB1为关键靶点（图3B）。机制研究表明METTL3通过m⁶
A修饰（位点1535）促进YTHDF2介导的HMGB1 mRNA降解（图3G-H），突变该位点可逆转mRNA稳定性调控（图3I）。

O-GlcNAc糖基化通过EIF3H稳定METTL3蛋白
结构预测和实验验证发现OGT与METTL3-TPR结构域结合（图S7C-D）。S118位点的O-GlcNAc修饰（图S7K）通过增强EIF3H结合（图6G-H）抑制K48泛素化降解（图6E），突变该位点导致蛋白半衰期缩短（图6I）。

靶向HMGB1联合治疗策略
分子对接显示HMGB1与吉西他滨结合自由能为-6.1 kcal/mol（图S5A）。动物实验证明HMGB1过表达联合吉西他滨和铁死亡诱导剂RSL3可显著抑制肿瘤生长（图5H-I）。

这项研究首次阐明O-GlcNAc-METTL3-HMGB1轴在胰腺癌中的调控网络：代谢修饰（O-GlcNAc）通过稳定表观调控因子（METTL3）影响RNA修饰（m⁶
A），进而调控细胞死亡方式（铁死亡）和化疗敏感性。不仅揭示了胰腺癌耐药的代谢-表观交叉调控新机制，更为联合靶向HMGB1、铁死亡诱导和化疗的"三联疗法"提供了理论依据。特别值得注意的是，S118位点特异性修饰的发现为开发METTL3靶向药物提供了精确的分子靶标。