YTHDF2在肝细胞癌中的作用：连接m6A修饰与癌症进展的桥梁

《VIEW》：YTHDF2 in hepatocellular carcinoma: Bridging m6A modification and cancer progression

YTH N6-甲基腺苷RNA结合蛋白F2（YTHDF2）是一种N6-甲基腺苷（m6A）读取蛋白，主要通过mRNA降解调控甲基化转录本的稳定性。在肝脏中，YTHDF2参与代谢稳态、氧化应激反应和免疫调节。已有研究报道YTHDF2在肝细胞癌（HCC）中表达异常，其效应取决于靶转录本和细胞环境。本综述总结了YTHDF2在m6A识别、RNA稳定性和肝脏代谢中的分子功能。随后，研究人员讨论了其在HCC中的表达模式及其在炎症、氧化应激、脂质代谢和癌症相关信号通路中的已知作用。此外，还综述了调控YTHDF2的上游因子及其主要下游靶点，以及其与免疫和代谢通路的联系。最后，研究人员审视了目前将YTHDF2作为潜在生物标志物和治疗靶点的证据，并讨论了在临床应用前仍需解决的局限性。

1 引言

肝细胞癌（HCC）占原发性肝癌的大多数，仍是全球癌症相关死亡的主要原因。其发生涉及遗传改变、慢性炎症、代谢紊乱和表观遗传变化，这些因素也会影响肿瘤行为和治疗反应。在索拉非尼耐药的HCC模型中，沉默SOX4可抑制肿瘤生长并降低程序性死亡配体-1（PD-L1）表达，同时伴随免疫细胞浸润的变化。AZ-628也被报道通过EGR1相关信号、凋亡和铁死亡增强多纳非尼的抗肿瘤效应。除了这些信号和治疗相关机制外，转录后调控是HCC生物学的另一个重要方面。N⁶-甲基腺苷（m⁶A）是真核mRNA中一种广泛存在的内部修饰，通过与特定读取蛋白的相互作用影响RNA稳定性、剪接和翻译。在这些读取蛋白中，YTH N⁶-甲基腺苷RNA结合蛋白F2（YTHDF2）控制m⁶A修饰的转录本，并参与与肿瘤发展和进展相关的多种生物学过程。

2 YTHDF2的分子功能

2.1 YTHDF2作为m⁶A读取蛋白

YTHDF2是YTH结构域蛋白家族的关键成员。作为一种特异性识别m⁶A修饰的RNA结合蛋白，它参与转录后调控。m⁶A是真核mRNA中最普遍且最具调控潜力的化学修饰之一，在RNA命运和基因表达调控中发挥关键作用。m⁶A修饰的功能依赖于特定“读取”蛋白的识别，其中YTHDF2是第一个被明确证明具有降解活性的胞质m⁶A结合蛋白。YTHDF2通过其C端YTH结构域识别m⁶A修饰位点。与靶mRNA结合后，它将它们招募到去腺苷酸化复合物（如CCR4-NOT）和处理小体（P-body），从而促进mRNA降解并维持转录后稳态。此外，结构研究表明芳香族口袋和氢键相互作用有助于YTHDF2对m⁶A的识别，使其能够特异性结合修饰后的RNA。

2.2 RNA降解与转录组调控

作为m⁶A依赖性RNA稳定性的主要介质，YTHDF2识别m⁶A修饰的mRNA并将其靶向降解。该功能在机制上与其招募CNOT去腺苷酶复合物有关，该复合物促进转录本的去腺苷化和衰变。抑制该降解途径会提高底物RNA稳定性并改变转录组组成。来自癌症模型的证据支持该机制的生理相关性：甲基转移酶样3（METTL3）缺失可减弱肺转移，这与阻断YTHDF2介导的SOCS2 mRNA降解的效果相似，从而抑制肿瘤发生。YTHDF2介导的RNA降解在癌症和正常生理过程中均有描述。在HCC中，YTHDF2识别m⁶A修饰的OCT4 mRNA并调控其稳定性，有助于维持肝癌干细胞的干细胞样特性和转移潜能。在缺氧条件下，甲基转移酶样14（METTL14）依赖的m⁶A修饰促进YTHDF2介导的SLC7A11 mRNA降解，增加活性氧（ROS）积累和铁死亡。在癌症之外，YTHDF2也参与早期胚胎发育过程中母源mRNA的清除。

2.3 YTHDF2在肝脏稳态与代谢中的作用

YTHDF2不仅是肿瘤发生中的调控因子，在维持肝脏代谢稳态中也至关重要。在机制上，YTHDF2识别m⁶A修饰的环状RNA circ-SLC9A6并促进其降解，从而限制编码肽circSLC9A6-181aa的合成。该肽通过增强组蛋白H4赖氨酸16乙酰化（H4K16ac）介导的CD36转录激活，促进脂质积累并加速非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）进展。因此，YTHDF2通过调控circRNA稳定性间接影响表观遗传修饰和脂质代谢稳态，以维持肝脏代谢稳态。

3 YTHDF2在HCC进展中的作用

3.1 YTHDF2在HCC中的表达模式

HCC研究中报道了YTHDF2对肿瘤发展的抑制和促进作用。一种抑瘤机制涉及EGFR mRNA的降解，这减少了MEK/ERK信号传导和HCC细胞增殖。相反，YTHDF2促进OCT4翻译并支持肝癌干细胞性和转移潜能。O-连接的β-N-乙酰葡糖胺（O-GlcNAc）修饰增强了YTHDF2的稳定性，使其能够稳定MCM2和MCM5转录本，促进细胞周期进程。YTHDF2还被证明通过eIF3b增强ETV5翻译，导致PD-L1和VEGFA表达升高。临床研究也检查了YTHDF2表达与HCC预后的关系。多个数据集中报告HCC组织中YTHDF2表达较高，并与晚期临床分期、较差组织学分级和更高T分期相关。YTHDF2高表达患者的总生存期（OS）和无复发生存期（RFS）也更短。

3.2 炎症调控

慢性炎症是HCC发展的主要驱动因素，靶向炎症通路可能有助于预防肿瘤发展。在脂多糖（LPS）诱导的巨噬细胞模型中，YTHDF2缺失增加了MAP2K4和MAP4K4 mRNA的稳定性，激活了MAPK-NF-κB通路并上调了炎症因子的表达。在细菌感染模型中，其缺失也促进了组蛋白H3赖氨酸27三甲基化（H3K27me3）标记的去除，进一步增强了促炎转录本水平。YTHDF2还通过不同机制影响巨噬细胞极化。一方面，它通过降解TP53 mRNA促进M2型极化；另一方面，它抑制NF-κB、p38和JNK信号传导以限制M1型极化。此外，YTHDF2介导的IL-6R mRNA衰减减弱了IL-6R/JAK2/STAT1信号传导，减少了脓毒症和关节炎模型中HMGB1的释放和滑膜炎。METTL3-YTHDF2轴通过调控Pyk2 mRNA稳定性进一步调节炎症结果，从而影响ROS产生和促炎反应。同时，在肿瘤内调节性T（Treg）细胞中，YTHDF2通过降解NF-κB相关mRNA帮助维持免疫炎症平衡。

3.3 氧化应激反应

近年来，YTHDF2在氧化应激条件下的功能调控引起了广泛关注，它在细胞氧化应激反应中发挥多重作用。研究表明，YTHDF2通过促进Hmox1 mRNA降解损害巨噬细胞的抗氧化和抗炎能力，从而加剧氧化损伤和肺动脉高压（PH）进展。在心肌缺血再灌注模型中，YTHDF2也参与ROS介导的细胞损伤，其对SLC7A11的降解抑制谷胱甘肽合成并促进铁死亡。此外，YTHDF2在皮肤修复过程中通过调控ACSL4表达参与角质形成细胞铁死亡的调节。在正常情况下，YTHDF2作为经典的m⁶A识别蛋白维持转录后稳态，而在NaAsO₂诱导的氧化应激条件下，YTHDF2的行为并非一成不变。研究表明，应激触发其发生可逆的液-液相分离，形成凝聚物后，YTHDF2更倾向于结合并促进携带m⁶A标记的PIK3R2转录本的降解。

3.4 脂质代谢相关基因的调控

YTHDF2对脂质代谢和脂肪生成发挥抑制作用。YTHDF2可通过识别脂肪生成相关基因转录本上的m⁶A修饰位点并促进这些mRNA的降解，影响脂肪细胞分化和脂质积累。例如，YTHDF2与FAM134B mRNA上的甲基化位点结合，降低其稳定性并减少蛋白质产生，这一过程间接抑制脂肪沉积。同时，YTHDF2还通过识别和降解CCNA2和CDK2 mRNA阻断早期脂肪生成过程中的有丝分裂克隆扩增。在肝脏中，敲除昼夜节律基因Bmal1会导致ROS水平升高，进而上调METTL3表达并增强m⁶A甲基化，随后诱导YTHDF2表达增加。BODIPY染色显示，YTHDF2敲低可减少HepG2细胞中的脂质积累。此外，YTHDF2还参与鞘脂代谢和神经酰胺代谢，影响ACER2介导的神经酰胺降解，改变神经酰胺与S1P之间的动态平衡，并激活包括PI3K/AKT和ERK信号在内的通路，最终导致脂质代谢重编程并促进肿瘤发生。

3.5 与致癌通路的相互作用

新出现的证据揭示了YTHDF2在肿瘤生物学中具有双重、癌症类型特异性的功能。它在B细胞恶性肿瘤中充当驱动因子，但在胃癌中表现出肿瘤抑制活性。在上皮源性肿瘤中，它通过JAK-STAT促进口腔鳞癌的增殖和转移，并在胰腺癌中协调上皮间充质转化（EMT）和增殖的双重效应。在转录后水平，它降解FGF14-AS2驱动乳腺癌溶骨性转移，激活PI3K/AKT和NF-κB通路导致胶质母细胞瘤替莫唑胺耐药，并通过DDIT4/AKT/mTOR轴促进未分化甲状腺癌进展。YTHDF2在HCC中的致癌作用尤为突出，其表达在肿瘤组织中相对于正常对照显著升高。同时，YTHDF2敲低抑制HCC增殖和迁移。YTHDF2还可与多种与HCC进展相关的调控因子相互作用。它促进OCT4翻译并支持与迁移、侵袭和自我更新相关的癌症干细胞程序。在乙型肝炎病毒（HBV）相关HCC中，O-GlcNAc修饰稳定YTHDF2并加强其对MCM2/5的调控，促进细胞周期进程和肿瘤生长。

4 YTHDF2的调控

4.1 上游转录和翻译后调控因子

YTHDF2的表达和活性受多种上游因子控制，包括m⁶A相关调控因子和蛋白质水平的修饰。FBW7靶向YTHDF2并通过Bcl-2修饰因子（BMF）轴抑制卵巢癌进展，而PDE1A与YTHDF2相互作用并促进非小细胞肺癌（NSCLC）进展。在膀胱癌中，WTAP增强YTHDF2介导的SYTL1 mRNA不稳定性，从而促进肿瘤进展。在HCC中，HSP90β保护YTHDF2免受STUB1介导的泛素化和降解，导致YTHDF2稳定性增加。YTHDF2在非编码RNA和蛋白质稳态水平受到精细调控。多项研究表明，miRNA通过结合其3'非翻译区（3'-UTR）抑制翻译并影响稳定性，例如miR-145、miR-495、miR-6125和miR-493-3p均在多种肿瘤细胞中下调YTHDF2。在蛋白质水平，免疫荧光分析显示YTHDF2与STUB1在胞质中共定位。HSP90β通过抵抗STUB1介导的泛素化维持其稳定性，促进下游OCT4翻译，增强HCC增殖并诱导索拉非尼耐药。同时，OTUB1去泛素化同样稳定YTHDF2。

4.2 下游靶点和信号通路

YTHDF2在调控肿瘤信号通路中发挥关键作用。YTHDF2通过UBXN1 mRNA降解激活NF-κB驱动的胶质瘤，与METTL3共同抑制RRAS促进膀胱癌，并响应BCLAF1介导SIX1 mRNA降解促进食管鳞癌进展。在HCC及其他癌症类型中，YTHDF2作为肿瘤抑制因子，通过降解EGFR mRNA抑制HCC细胞增殖和肿瘤生长；识别并降解SOCS2 mRNA，解除对JAK/STAT通路的抑制，激活下游增殖信号，促进HCC进展；通过调控TNFRSF1B mRNA稳定性参与TNF信号通路；降解PTEN mRNA激活PI3K/AKT通路，并通过作用于PI3KCB调控信号强度，促进细胞增殖和肿瘤发生；通过降解AXIN1 mRNA激活Wnt/β-catenin通路，增强β-catenin信号传导，促进癌细胞生长和转移潜能；通过抑制自噬/NF-κB/FTO轴抑制黑色素瘤进展；通过促进OCT4翻译维持肿瘤干细胞表型并增强肿瘤细胞迁移和侵袭。在HBV模型中，YTHDF2能够直接结合并富集于MCM2和MCM5 mRNA上。YTHDF2与eIF3b在HCC细胞中共定位，表明YTHDF2可能调控ETV5通路，上调PD-L1和VEGFA表达，增强肿瘤免疫逃逸并促进血管生成。

4.3 与免疫的交叉对话

YTHDF2在抗肿瘤免疫中发挥多方面作用，涵盖从细胞内RNA代谢到系统性免疫调控。单细胞RNA测序分析揭示了Ythdf2^f/f和Ythdf2^cKO背景肿瘤间免疫细胞群的差异，包括巨噬细胞、自然杀伤（NK）细胞和T细胞亚群的变化。进一步的机制研究表明，YTHDF2缺失通过调控STAT1相关信号促进肿瘤相关巨噬细胞重编程并增强CD8⁺T细胞介导的抗肿瘤免疫。同时，YTHDF2在维持NK细胞有效浸润肿瘤组织中具有关键作用。此外，它参与T细胞和肿瘤相关巨噬细胞的免疫调控。在免疫相互作用方面，肿瘤细胞内源的YTHDF2活性抑制抗肿瘤免疫反应，并通过抑制RIG-I介导的先天免疫促进膀胱癌进展。

4.4 参与代谢通路

YTHDF2是肿瘤代谢重编程的重要调控因子。研究表明，YTHDF2促进PGD mRNA的翻译，从而上调该酶的表达。这增强了戊糖磷酸途径的代谢流量，增加了用于癌细胞核酸合成的核糖-5-磷酸和NADPH的供应，支持快速细胞增殖并满足增加的代谢需求。此外，作为m⁶A读取蛋白，YTHDF2通过影响糖酵解和脂质代谢等核心代谢途径中的特定酶或代谢物，在多种癌症中发挥调控作用，促进或抑制肿瘤发生和进展。YTHDF2还将细胞代谢状态与其自身活性紧密耦合。在HBV相关HCC中，己糖胺生物合成通路上调导致UDP-GlcNAc增加，从而促进OGT介导的YTHDF2 O-GlcNAc修饰，增强其稳定性和致癌活性。此外，m⁶A甲基化谱研究表明，YTHDF2表达水平是区分HCC中不同m⁶A修饰亚型的关键因素。YTHDF2低表达的C1亚型表现出更高的代谢活性，而YTHDF2高表达的C3亚型则表现出低代谢活性。

5 临床意义与转化潜力

5.1 YTHDF2作为诊断和预后生物标志物

目前的临床研究普遍支持YTHDF2与HCC预后之间存在关联，但关联强度在不同队列中存在差异。YTHDF2表达与免疫浸润相关，已被提议作为预后或免疫标志物。包含YTHDF2相关基因的预后模型显示出一定的预测OS的能力，多个数据集中YTHDF2高表达与较短生存期相关。然而，YTHDF2尚未被确立为独立的临床生物标志物，仍需要在更大的独立队列中进行验证。

5.2 靶向m⁶A/YTHDF2轴的治疗

目前针对YTHDF2治疗靶向的证据仍主要是机制性的。在HCC中，YTHDF2调控参与干细胞性和肿瘤生长的转录本。它识别m⁶A修饰的OCT4 mRNA并促进OCT4翻译，支持自我更新、肿瘤起始和转移。METTL3依赖的m⁶A修饰也使SOCS2 mRNA成为YTHDF2介导降解的底物。SOCS2的缺失解除其对JAK/STAT信号的抑制作用并促进肿瘤细胞增殖。抑制该通路可恢复SOCS2表达并减少下游信号传导。YTHDF2也在治疗反应模型中进行了研究。其抑制通过削弱髓系来源抑制细胞的抑制作用并增强对辐射的免疫反应，增强了放疗的抗肿瘤效果。在直肠癌中，YTHDF2通过调控m⁶A修饰的MYC mRNA与放射抵抗相关。在胆囊癌中，YTHDF2促进m⁶A依赖的DAPK3 mRNA降解，并与吉西他滨耐药相关。在肝内胆管癌中，YTHDF2介导的CDKN1B mRNA降解降低了顺铂敏感性。小分子方法也已探索。依布硒啉结合YTHDF家族蛋白并干扰其对m⁶A修饰RNA的识别，而一种苯基吡唑化合物被报道可抑制YTHDF2与m⁶A RNA的结合并在癌细胞中诱导凋亡。

6 挑战与展望

大多数关于YTHDF2在HCC中机制的研究仍依赖于细胞系和动物模型。在HBV相关HCC中，YTHDF2的O-GlcNAc酰化增加其稳定性并通过MCM2/5调控促进肿瘤生长。相同机制是否在其他病因引起的HCC中起作用尚不清楚。HSP90β介导的YTHDF2稳定化也与HCC细胞和实验模型中的索拉非尼耐药相关，但其与患者治疗结局的相关性仍不明确。模型异质性是另一个问题。单细胞和空间转录组学分析揭示了HCC组织内多样化的恶性细胞和免疫细胞群体，而对13个肿瘤的多区域测序显示同一肿瘤不同区域之间存在显著的遗传和转录差异。标准细胞系无法重现这种复杂性。患者来源的类器官保留了原始肿瘤的某些特征，但也存在局限性。一项研究报告建立HCC类器官的成功率为29%，成功培养通常来自更大或更晚期的肿瘤，这可能使所得模型偏向更具侵袭性的疾病。另一项研究从144名患者中生成了399个肝癌类器官，发现基因组图谱和药物敏感性存在显著差异。传统类器官也含有很少的免疫和基质成分。HCC-内皮共培养模型显示了炎症信号和巨噬细胞极化的变化，而含有基质和免疫细胞的类器官芯片系统已被用于评估免疫治疗反应。

7 结论

YTHDF2是一个在HCC中具有背景依赖性作用的m⁶A读取蛋白。通过调控不同转录本的稳定性、翻译或降解，它可以影响细胞增殖、凋亡、炎症、血管生成和代谢。其表达也与肿瘤分期、肿瘤负荷、复发风险和生存率相关，尽管这些关系在分子亚型、微环境和治疗条件之间并不一致。机制研究已将YTHDF2与几个主要信号级联联系起来，如JAK/STAT、PI3K/AKT和Wnt/β-catenin，但没有单一通路能解释其在HCC中的多样化效应。因此，现有证据支持YTHDF2是HCC生物学的重要调控因子，同时也表明其功能强烈依赖于细胞和疾病背景。从临床角度来看，YTHDF2应被视为候选生物标志物和治疗靶点，而非已确定的标志物或靶点。