WTAP通过m6A-FOXM1通路调控肝癌DNA损伤修复的机制研究及其治疗意义

本研究揭示了WTAP蛋白通过m6A甲基化修饰调控FOXM1 mRNA稳定性，进而促进肝癌细胞DNA损伤修复(DDR)的关键机制。研究人员发现WTAP在DNA损伤药物诱导下显著上调，通过MeRIP-seq等技术证实其通过增强FOXM1的m6A修饰促进同源重组修复(HR)，敲除WTAP可显著增强肝癌细胞对顺铂的敏感性。该研究为克服肝癌放疗/化疗耐药提供了新靶点。

　　

肝癌作为全球癌症相关死亡的主要原因之一，治疗面临巨大挑战。尽管手术和放疗是主要手段，但肿瘤细胞固有的DNA损伤修复(DDR)能力导致放疗抵抗现象普遍。近年来，RNA表观遗传修饰N⁶-甲基腺苷(m⁶A)被发现在多种生物学过程中起调控作用，但其在DDR中的具体机制尚不明确。特别是m⁶A甲基转移酶复合体的关键组分WTAP蛋白，其在肝癌DDR中的作用从未被系统研究。这项发表于《Cell Death Discovery》的研究首次揭示了WTAP-m⁶A-FOXM1轴调控肝癌DDR的分子机制。

研究团队采用三种DNA损伤药物（顺铂、阿霉素和依托泊苷）处理肝癌细胞，通过酶联免疫吸附试验和斑点杂交发现全局m⁶A水平显著升高。Western blot显示WTAP蛋白在DNA损伤时特异性上调，而其他m⁶A相关酶（如METTL3、METTL14等）无明显变化。通过siRNA敲除WTAP后，γH2AX焦点形成增加、彗星实验显示DNA尾矩增大，证实WTAP缺失会损害DDR效率。特别值得注意的是，报告基因分析显示WTAP特异性参与同源重组(HR)修复而非非同源末端连接(NHEJ)。

MeRIP-seq技术揭示了WTAP调控的m⁶A修饰图谱：在顺铂处理的肝癌细胞中鉴定出7439个m⁶A修饰基因，其中FOXM1转录本的3'UTR区域修饰最为显著。生物信息学分析显示这些差异m⁶A基因显著富集于DNA双链断裂修复通路。研究人员通过RIP-qPCR证实WTAP直接结合FOXM1 mRNA，且这种结合在DNA损伤时增强。进一步实验表明WTAP通过增加FOXM1 mRNA的m⁶A修饰提高其稳定性，从而上调FOXM1蛋白表达。

在机制解析方面，研究发现FOXM1作为转录因子可激活NBS1和RAD51等HR关键基因的表达。WTAP敲除导致的DDR缺陷可通过过表达FOXM1部分回补，证实FOXM1是WTAP下游的关键效应分子。临床相关性分析显示，WTAP高表达与肝癌患者不良预后显著相关（p=6.5×10^-6），且与肿瘤分级和淋巴结转移正相关。

研究最突出的转化医学价值在于：WTAP敲除可显著增强肝癌细胞对顺铂的敏感性。体外实验显示WTAP缺陷细胞在顺铂处理后γH2AX焦点增加3倍，凋亡率提高50%；动物实验证实WTAP敲除可使肿瘤体积缩小60%。这些发现为克服肝癌化疗耐药提供了新策略——靶向WTAP-m⁶A-FOXM1轴可能成为增强传统化疗药物疗效的突破口。

该研究创新性地阐明了表观转录组调控与基因组稳定性维持的交叉对话机制：DNA损伤通过上调WTAP表达，进而增加FOXM1 mRNA的m⁶A修饰并增强其稳定性，最终通过FOXM1介导的HR修复途径完成损伤修复。这一发现不仅拓展了对m⁶A生物学功能的认识，更重要的是为肝癌联合治疗提供了新的分子靶点。未来研究可进一步探索WTAP在其它DNA损伤类型（如放疗引起的损伤）中的作用，以及开发特异性靶向WTAP的小分子抑制剂。