综述：癌症中的tRNA甲基化

本综述系统阐述了tRNA甲基化（如m7G、m5C、m6A等）在肿瘤发生中的动态调控机制及其对翻译精度、tsRNA生成和肿瘤微环境的重编程作用，为靶向RNA表观遗传（epitranscriptome）的癌症治疗策略提供了新视角。

　　

1. 引言

转移RNA（tRNA）作为蛋白质合成的核心分子，通过其高度保守的三叶草结构和L形三维构象识别信使RNA（mRNA）上的密码子，并携带对应氨基酸参与多肽链组装。tRNA的转录后修饰（PTM）是调控其功能的关键机制，其中甲基化是最常见的修饰类型，占已知RNA修饰的50%以上。甲基化过程由甲基转移酶（"writers"）、去甲基化酶（"erasers"）和识别蛋白（"readers"）动态调控，影响tRNA的稳定性、折叠构象和翻译准确性。近年研究发现，tRNA甲基化异常可通过改变密码子使用偏好性（codon usage bias, CUB）和生成tRNA衍生小RNA（tsRNAs），直接参与肿瘤增殖、转移、免疫逃逸等恶性表型。

2. tRNA N7-甲基鸟苷（m⁷G）在癌症中的作用

m⁷G修饰主要位于tRNA可变区第46位，通过与C13-G22形成氢键稳定tRNA三维结构。METTL1/WDR4复合物是哺乳动物中m⁷G的主要催化酶，其过表达在膀胱癌、头颈鳞癌（HNSCC）和食管鳞癌（ESCC）中通过增强富含AGA密码子（如EGFR、PIK3CA）的mRNA翻译，激活EGFR和PI3K/AKT/mTOR信号通路，促进肿瘤增殖和侵袭。在鼻咽癌（NPC）中，m⁷G修饰的tRNA-Lys-UUC上调WNT3A表达，诱导上皮间质转化（EMT）和化疗耐药。此外，m⁷G还通过调控5'-末端寡鸟苷片段（5'-TOGs）影响免疫微环境：METTL1缺失导致5'-TOGs积累，破坏m⁷G帽结构与翻译起始复合物的结合，激活IFN-STAT1通路并促进M1型巨噬细胞极化，增强免疫检查点阻断（ICB）疗效。

3. tRNA 5-甲氧基羰基甲基-2-硫尿苷（mcm⁵s²U）的肿瘤调控功能

mcm⁵s²U修饰由ELP复合物、ALKBH8和CTU1/2协同催化，位于tRNA摆动位置（U34），显著影响翻译保真度。在乳腺癌中，ELP3和CTU1/2介导的mcm⁵s²U修饰促进DEK癌蛋白的翻译，后者结合LEF1 mRNA的IRES序列激活WNT通路，驱动肿瘤转移。在肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中，ELP3通过增强Ric8b和线粒体核糖体蛋白（MRPL）的翻译，促进mTORC2信号和M2型极化，重塑肿瘤代谢微环境。相反，TRMT9B介导的mcm⁵s²U修饰在结直肠癌中上调LIN9表达，诱导G0-G1期阻滞和衰老样表型，发挥抑癌作用。

4. tRNA N6-甲基腺苷（m⁶A）的动态修饰

m⁶A修饰由METTL3/METTL14复合物催化，并可被FTO、ALKBH3/ALKBH5去甲基化。ALKBH3作为tRNA特异性去甲基酶，在胰腺癌中通过增强新生蛋白质合成促进肿瘤增殖。针对ALKBH3的小分子抑制剂（如茚满酮、瑞亨酸）在实验中显示抗肿瘤活性，提示其作为治疗靶点的潜力。

5. tRNA N1-甲基腺苷（m¹A）的致癌机制

m¹A修饰由TRMT6/TRMT61A等酶催化，稳定tRNA结构并调控翻译效率。在肝癌干细胞中，TRMT6/TRMT61A介导的m¹A58修饰增强PPARδ的翻译，激活胆固醇合成和Hedgehog信号通路，加速肿瘤生长。在膀胱癌中，m¹A修饰的tRF-3b片段失去基因沉默功能，导致MBTPS1和CREB3L2表达上调，激活未折叠蛋白反应（UPR）促进肿瘤存活。

6. tRNA 5-甲基胞苷（m⁵C）与代谢可塑性

NSUN2和NSUN3分别调控细胞质和线粒体tRNA的m⁵C修饰。NSUN3介导的mt-tRNA-Met m⁵C34修饰可进一步氧化为f⁵C，通过调节OXPHOS亚基翻译增强线粒体代谢，促进口腔鳞癌的侵袭和转移。NSUN2则通过抑制氧化应激下的tRNA切割（如angiogenin介导的tRFs生成），维持蛋白质合成稳态。

7. 其他tRNA修饰的潜在作用

m⁵U（由TRMT2A/B催化）和2'-O-甲基化（由SNORD97/FTSJ1催化）主要通过保护tRNA免受应激性切割影响肿瘤进展。例如，FTSJ1介导的tRNA-Sec Um34修饰增强硒蛋白（GPX1/4）合成，帮助黑色素瘤细胞清除活性氧（ROS）并促进转移。

8. tRNA甲基化的靶向治疗前景

METTL1、NSUN2、TRMT6/TRMT61A等酶在多种癌症中高表达且与不良预后相关，已成为潜在治疗靶点。小分子抑制剂如STM2457（靶向METTL3）、Nsun2i-4（靶向NSUN2）和Thiram（靶向TRMT6/61A）在临床前模型中显示抗肿瘤效果。联合免疫检查点抑制剂（如抗PD-1）可协同增强疗效。

9. 挑战与展望

当前tRNA甲基化研究仍面临技术瓶颈，如修饰位点检测困难、组织特异性表达差异等。未来需开发高灵敏度检测技术（如质谱法、单分子测序），并基于酶结构设计特异性抑制剂。同时，tsRNAs作为新型生物标志物和治疗靶点的潜力亟待深入探索。