综述：RNMT依赖性RNA帽甲基化在健康与疾病中的作用

本综述系统探讨了RNA鸟嘌呤-7甲基转移酶（RNMT）介导的m7G帽修饰机制及其调控网络，重点揭示了其在转录延伸、mRNA稳定性调控和翻译起始中的核心作用。文章深入解析了RNMT与激活亚基RAM的协同机制，以及通过Myc、E2F1等转录因子和CDK1-cyclin B1等信号通路对帽甲基化的多层次调控，强调了该过程在细胞增殖、免疫应答和肿瘤发生中的关键意义，为靶向RNA帽修饰的疾病治疗提供了新视角。

　　

引言

信使RNA（mRNA）及其他RNA聚合酶II转录产物的5′端均带有RNA帽结构，其中m⁷G帽（7-甲基鸟苷帽）作为真核生物保守修饰，不仅保护RNA免受核酸酶降解，还通过招募帽结合蛋白介导剪接、3′端加工、核输出和翻译起始等关键过程。帽甲基化动态受发育、免疫应答、细胞周期和癌基因信号通路的精密调控，对细胞命运决定具有基因特异性影响。

RNA帽结构与加帽反应

m⁷G帽形成机制

经典m⁷G帽（cap0）由N7-甲基鸟苷通过5′-5′三磷酸桥与首个转录核苷酸连接构成（m⁷GpppN）。其生物合成经历三步酶促反应：RNA三磷酸酶切除γ-磷酸，鸟苷酰转移酶添加GMP形成GpppN结构，最后由RNMT催化完成N7-甲基化。后续还可发生第一/二位转录核苷酸核糖O2甲基化（CMTR1/CMTR2催化）或腺苷N6甲基化（CAPAM催化），形成cap1/cap2或m⁷Gppp^m6A_m等变体。

加帽酶复合物体系

哺乳动物中双功能酶RNGTT兼具三磷酸酶与鸟苷酰转移酶活性，直接结合RNA聚合酶II复合物；而甲基转移酶RNMT则独立存在，其活性严格依赖辅激活因子RAM（RNMT-activating miniprotein）。二者形成稳定复合物，协同促进帽甲基化进程。研究表明RNMT-RAM互作不仅增强酶活性，还通过抑制蛋白酶体降解维持蛋白稳定性。

m⁷G帽功能与帽结合蛋白

帽甲基化状态直接决定帽结合蛋白的招募特异性：核帽结合复合体CBC（NCBP1/NCBP2异源二聚体）优先结合m⁷G帽，介导转录延伸、RNA加工及核输出；真核翻译起始因子eIF4E通过识别m⁷G帽启动帽依赖性翻译，其活性受mTORC1-4E-BP和MAPK-MNK通路调控；特异性结合TOP mRNA的LARP1则通过DM15结构域竞争性抑制eIF4E结合，在营养匮乏时抑制核糖体蛋白翻译。

RNMT的结构与调控机制

酶结构功能域

人RNMT包含N端调控域（1-120aa）和C端甲基转移酶域（121-476aa）。催化域采用经典I类甲基转移酶折叠（β1-β7 strands与αA-αE helices），SAM结合口袋位于β1-β2区，帽结合位点由β8-β9构成。特有的柔性lobe结构（416-456aa）与α-helix hinge共同调节底物接入。N端域含核定位信号（Lys80/103/126）且具有自抑制功能，其Thr77磷酸化可解除抑制。

RAM激活机制

RAM通过N端激活域（RAD）与RNMT催化域结合，其中带负电的35-45aa片段中和lobe-hinge正电排斥，稳定活性中心构象。其中部NR富集区介导RNA结合，C端QYP核定位信号确保核内分布。二者形成1:1复合物，共翻译组装并相互稳定。

多层次调控网络

转录因子Myc和E2F1通过促进RNA聚合酶II CTD的Ser5/Ser2磷酸化，增强RNGTT招募及鸟苷帽合成，间接提升RNMT底物可用性。Myc还上调S-腺苷同型半胱氨酸水解酶（SAHH）表达，通过清除抑制物SAH维持甲基化反应效率。细胞周期驱动蛋白CDK1-cyclin B1在G2/M期磷酸化RNMT Thr77，解除importin-α结合抑制并提升酶活性，为G1期转录爆发做准备。eIF4E则通过直接结合RNMT mRNA的4ESE元件促进其核输出与翻译。

RNMT在生理与病理中的作用

细胞增殖与转化

RNMT-RAM下调导致多种细胞系增殖抑制与凋亡，其机制涉及TOP mRNA稳定性下降及核糖体生物合成受损。Myc癌蛋白通过激活RNA聚合酶II转录机器和SAHH表达，显著增强全局帽甲基化水平。RNMT过表达可诱导人乳腺上皮细胞锚定非依赖性生长，并与PIK3CA突变协同促进细胞转化。

T细胞免疫应答

T细胞激活过程中RNMT-RAM表达显著上调，Myc依赖性地促进核糖体蛋白编码基因的帽甲基化，满足快速增殖的翻译需求。研究表明RNMT缺失时C起始的TOP mRNA仍保留m⁷G帽，提示该类转录本存在特殊的帽代谢稳态调控。

胚胎干细胞分化

多能性干细胞中高表达RNMT-RAM维持OCT4、SOX2等关键因子表达。神经元分化时ERK1/2激活促使RAM Ser36磷酸化，引发泛素化降解，打破多能性转录网络正反馈循环。

转录后加帽机制

细胞质中存在由RNGTT、RNMT-RAM及衔接蛋白NCK1组成的再加帽复合物，对5′单磷酸化RNA进行修复性加帽。该过程维持TOP mRNA等关键转录本的稳定性，LARP1通过结合m⁷G帽保护其免受DCP2介导的脱帽降解。

肿瘤发生与治疗潜力

RNMT在胶质瘤、急性髓系白血病等肿瘤中异常高表达，与 Myc、B7-H6等癌基因表达正相关。乳腺癌细胞中PIK3CA突变显著增强对RNMT抑制的敏感性，提示靶向帽甲基化可能成为特定肿瘤群体的治疗策略。免疫浸润分析显示RNMT表达与多种免疫细胞浸润水平相关，可能影响肿瘤免疫微环境。