《Research》:RBM15 Enhances 5-Fluorouracil Drug Sensitivity and Suppresses Gastric Cancer Progression by Modulating N6-Methyladenosine Modification of ECT2-Dependent IGF2BP3
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本研究针对胃癌化疗耐药及转移机制不清的临床难题,揭示了RBM15通过介导ECT2 mRNA第2909位点的m6A甲基化修饰,调控IGF2BP3结合稳定性,进而抑制EMT通路并增强5-FU化疗敏感性的新机制。该发现为胃癌靶向治疗提供了新型生物标志物和潜在干预策略。
胃癌作为全球第三大癌症致死原因,每年新增病例超过100万例。由于早期症状隐匿,多数患者确诊时已处于进展期,导致治疗效果不佳。更严峻的是,化疗耐药成为胃癌临床治疗的主要瓶颈,尤其5-氟尿嘧啶(5-FU)作为基础化疗药物,其耐药机制亟待阐明。近年来,N6-甲基腺苷(m6A)RNA修饰被证实在肿瘤发生发展中起关键作用,但其在胃癌中的调控网络仍不清晰。
为探索m6A修饰在胃癌中的功能,研究团队通过整合TCGA、ACRG、新加坡队列等多中心数据,发现m6A"书写器"蛋白RBM15的高表达与胃癌患者良好预后显著相关。这一现象在山东医科大学附属医院(SDPH)队列中得到验证,提示RBM15可能具有抑癌功能。
研究人员采用RNA测序(RNA-seq)技术筛选RBM15下游靶点,结合基因集富集分析(GSEA)发现上皮间质转化(EMT)通路显著富集。体外实验证实,敲低RBM15可促进胃癌细胞增殖、迁移和侵袭能力,而过表达则呈现相反效果。动物实验进一步显示,RBM15过表达可显著抑制移植瘤生长和转移。
机制研究表明,RBM15通过其甲基转移酶活性,特异性催化致癌基因ECT2 mRNA第2909位点的m6A修饰。甲基化RNA免疫共沉淀(MeRIP)和RNA免疫共沉淀-qPCR(RIP-qPCR)实验证实,该修饰可增强RNA结合蛋白IGF2BP3与ECT2 mRNA的结合能力,进而提高ECT2转录本稳定性。双荧光素酶报告基因实验验证了该位点对基因调控的关键作用。
值得注意的是,研究首次发现ECT2在胃癌中发挥抑癌功能,与既往在其他癌种中的报道相反。通过构建RBM15/ECT2分子对表达谱,研究显示双低表达患者预后最差。挽救实验证实,ECT2过表达可逆转RBM15敲低导致的EMT表型和5-FU耐药。
在临床转化方面,研究利用患者来源类器官(PDO)模型证实,RBM15高表达组对5-FU敏感性显著增强。通过虚拟筛选,研究人员发现连翘酯苷B(forsythoside B)可上调RBM15表达,与5-FU联用呈现协同抑瘤效果,为临床联合用药提供新思路。
关键技术方法包括:多组学数据分析(TCGA、ACRG等公共数据库)、基因编辑(慢病毒转染构建稳转细胞系)、分子互作验证(MeRIP、RIP-qPCR、RNA pull-down)、功能实验(Transwell、克隆形成等)、动物模型(裸鼠移植瘤模型)和类器官药敏测试(6例患者来源样本)。
研究结果具体表现为:
RBM15与胃癌良好预后相关
通过分析临床组织和多队列数据,发现RBM15高表达与患者较长生存期显著相关。组织芯片检测84例胃癌样本显示,RBM15高表达组预后更好。
RBM15抑制胃癌细胞恶性行为
功能实验表明,敲低RBM15可促进细胞增殖、迁移和侵袭,而过表达则抑制这些表型。共培养实验还发现RBM15调控淋巴管内皮细胞功能。
RBM15调控EMT通路
GSEA分析显示RBM15与EMT通路显著相关。实验证实RBM15可上调上皮标志物E-钙黏蛋白(CDH1),下调间质标志物N-钙黏蛋白(CDH2)、Vimentin(VIM)等。
ECT2是RBM15下游关键效应因子
筛选发现ECT2受RBM15正调控,两者表达呈正相关。体内外实验证实RBM15通过ECT2抑制EMT进程。
RBM15介导ECT2 m6A甲基化调控
RBM15催化ECT2 mRNA特定位点m6A修饰,IGF2BP3识别该修饰并增强RNA稳定性。突变该位点可显著削弱调控效应。
RBM15增强5-FU化疗敏感性
临床数据分析显示RBM15高表达患者对含5-FU方案反应更好。类器官实验证实RBM15通过ECT2增强5-FU敏感性,连翘酯苷B可模拟该效应。
本研究首次揭示RBM15-IGF2BP3-ECT2轴在胃癌中的抑癌作用,阐明m6A修饰调控EMT和化疗耐药的新机制。不仅为胃癌预后预测提供新型生物标志物,还为逆转化疗耐药提供了潜在靶点。论文发表于《Research》杂志,为胃癌表观转录组学研究提供了重要理论依据。