人结直肠癌中m6A修饰与转录组的整合性表征研究

本研究针对结直肠癌（CRC）中m6A RNA修饰的分子机制尚不明确的问题，通过整合MeRIP-seq和RNA-seq技术，系统分析了34对CRC及癌旁组织样本，揭示了m6A修饰通过调控SIM2等关键基因影响肿瘤进展和免疫微环境的机制，为CRC的靶向治疗和免疫治疗策略提供了新的理论依据和潜在靶点。

　　

结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）是全球范围内发病率和死亡率均较高的恶性肿瘤之一。尽管在分子机制研究方面已取得一定进展，但其发生发展的具体调控网络仍未完全阐明，尤其是在转录后修饰层面。N⁶-甲基腺苷（m⁶A）作为真核生物mRNA中最常见的化学修饰形式，参与调控RNA的剪接、转运、稳定性和翻译等多个过程，近年已被证实在多种癌症中发挥关键作用。然而，在CRC中，m⁶A修饰的整体分布、功能及其与肿瘤免疫微环境的相互作用仍缺乏系统研究。

为此，由Ting Gong、Sudhir Kumar Rai、Yong Zhu等来自美国夏威夷大学马诺阿分校定量健康科学系的研究团队，在《Journal of Advanced Research》上发表了一项整合性研究，通过甲基化RNA免疫沉淀测序（MeRIP-seq）和转录组测序（RNA-seq）技术，对34对CRC患者组织样本进行了多组学分析，旨在绘制CRC中的m⁶A修饰图谱，并探索其与基因表达、免疫细胞浸润以及临床预后之间的关联。

该研究的关键技术方法主要包括：34对CRC与癌旁组织样本的采集与处理；MeRIP-seq结合RNA-seq进行m⁶A peak calling与差异表达基因筛选；生物信息学分析（包括差异甲基化与表达谱整合、生存分析、免疫浸润评估等）；体外细胞功能实验（如基因敲降、过表达、细胞增殖与迁移等）；以及小鼠异种移植模型验证关键基因功能。

m⁶A RNA甲基化在结直肠癌中的景观特征

研究人员在CRC样本中共鉴定出106,796个m⁶A peaks，分布覆盖所有染色体（除Y染色体外）。与正常组织相比，肿瘤组织中发生显著差异甲基化的peak有171个，其中52.32%为高甲基化，47.68%为低甲基化。这些差异peak显著富集在内质网蛋白质加工、剪接体、黏着斑等癌症相关通路，提示m⁶A修饰在CRC发生中具有广泛功能。

RNA表达谱与m⁶A修饰的整合分析

通过整合RNA-seq数据，研究团队发现1052个基因在肿瘤中表达显著差异（|log₂FC| > 2，FDR < 0.05），包括552个上调和500个下调基因。这些基因主要与锌离子响应、激素分泌调控等生物过程相关。进一步将差异甲基化与差异表达基因进行交集分析，共得到119个重叠peaks，对应77个基因，划分为“高甲基化-高表达”、“低甲基化-低表达”等四类，显示m⁶A修饰与基因表达呈正相关趋势。

m⁶A修饰与免疫浸润的关联

利用CIBERSORT算法分析肿瘤免疫微环境发现，M2型巨噬细胞在正常组织中比例较高，而肿瘤组织中M0型巨噬细胞、静息肥大细胞等显著增多。生存分析提示M0巨噬细胞、活化肥大细胞等与患者不良预后相关。此外，m⁶A修饰水平与多种免疫检查点分子（如PD-L1、LAG3、CD80等）显著相关，提示m⁶A可能通过调节免疫应答影响CRC进展。

候选基因SIM2的功能机制解析

在众多候选基因中，SIM2（Single-minded 2）因其在m⁶A修饰和表达水平上均显著上调而脱颖而出。该基因的m⁶A peak位于5′-UTR区域，其高甲基化和高表达与患者不良预后相关。机制研究表明，SIM2的m⁶A修饰由甲基转移酶NTMT1（METTL11A）催化，并被阅读蛋白YTHDF1识别，进而增强mRNA稳定性与翻译效率。体外实验显示，敲低SIM2可显著抑制CRC细胞增殖、迁移与侵袭能力，并诱导细胞周期阻滞；动物实验进一步证实敲低SIM2能明显抑制移植瘤生长。

讨论与结论

本研究首次在CRC中绘制了全转录组范围的m⁶A修饰图谱，并揭示了其与基因表达、免疫微调控及临床预后的密切关联。特别是发现SIM2作为一个新的m⁶A调控靶点，在CRC中通过NTMT1-YTHDF1轴促进肿瘤进展，这为开发新的靶向治疗策略提供了理论依据。此外，研究还构建了基于m⁶A修饰的预后模型，包括5个peaks和5个基因的标记集，在训练集和外部验证集（TCGA）中均表现出良好的预测效能。

总之，该研究不仅深化了对m⁶A修饰在CRC中功能的理解，也为后续探索m⁶A相关免疫治疗靶点及个体化治疗策略提供了重要资源和方向。未来研究可进一步探讨SIM2在免疫逃逸中的具体作用机制，以及靶向m⁶A修饰联合免疫治疗的潜力。