综述:METTL16在癌症中的作用及调控机制

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:Genes & Diseases 6.9

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  这篇综述系统阐述了RNA甲基转移酶METTL16在癌症中的双重角色(促癌/抑癌)及其分子机制,重点解析了其通过m6A依赖(如MAT2A mRNA剪接调控)和非依赖(如eIF4E2翻译抑制)途径影响RNA代谢、肿瘤微环境重塑和免疫逃逸的过程,并探讨了靶向METTL16的治疗潜力。

  

METTL16的结构与功能特征

METTL16作为m6A甲基转移酶家族成员,具有独特的N端甲基转移结构域(MTD)和C端脊椎动物保守区(VCR)。其通过K-loop自抑制机制感知S-腺苷甲硫氨酸(SAM)水平,特异性识别UACAGARAA序列的茎环结构。不同于METTL3/14复合体,METTL16以单体形式催化RNA甲基化,且对RNA二级结构具有高度选择性。

癌症中的表达模式与预后价值

METTL16在胃癌、肝癌等实体瘤中高表达并促进进展,而在胰腺癌、子宫内膜癌等中低表达且发挥抑癌作用。这种"双面性"与其调控的靶基因密切相关——例如通过m6A修饰稳定FDX1 mRNA诱导铜死亡,或下调CDKN1A(p21)加速细胞周期。临床数据分析显示,METTL16表达量与肿瘤分级、转移及免疫治疗响应显著相关。

表观转录组调控机制

m6A依赖性调控

  • 经典靶点MAT2A:METTL16通过动态甲基化其3'UTR茎环结构(hp1),在低SAM时促进mRNA剪接,高SAM时诱导内含子滞留,形成负反馈调节环路。
  • U6 snRNA修饰:在ACAGA盒A43位点引入m6A,改变剪接体构象从而影响全转录组选择性剪接。

非m6A依赖性调控

  • 翻译调控:在肺癌中结合eIF4E2释放5'帽结合位点,促进PLOD2等致癌mRNA的翻译。
  • DNA修复:通过Ser419磷酸化调控MRE11核酸酶活性,影响同源重组修复效率。

关键致癌通路交叉调控

  • 代谢重编程:通过BCAT1/2支链氨基酸代谢维持白血病干细胞特性;上调PDK4增强糖酵解。
  • 细胞死亡抵抗:稳定GPX4 mRNA抑制铁死亡;通过SENP3-LTF轴减少游离铁积累。
  • 免疫微环境:下调PD-L1表达增强CD8+T细胞浸润,但通过lnc-CSMD1-7/RBFOX2轴促进EMT进程。

治疗转化前景

实验性小分子抑制剂(如氨基噻唑酮类)可特异性阻断METTL16-RNA相互作用。联合策略方面,METTL16降解剂与PARP抑制剂在HR缺陷肿瘤中显示合成致死效应,而铜离子载体联合METTL16抑制可协同触发铜死亡。需注意生殖毒性等潜在副作用,基因编辑小鼠模型显示Mettl16敲除会导致胚胎发育停滞和雄性不育。

未来研究需明确METTL16在不同癌症背景下的底物选择规律,开发高选择性抑制剂,并探索其与表观遗传疗法、免疫治疗的协同机制。

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