甲基转移酶样蛋白 16（METTL16）通过 m6A 介导的固醇调节元件结合转录因子 2（SREBP2）mRNA 稳定及增强胆固醇生物合成促进头颈部鳞状细胞癌进展

《Cancer Medicine》：METTL16 Promotes Head and Neck Squamous Cell Carcinoma Progression via m6A-Mediated Stabilization of SREBP2 mRNA and Enhanced Cholesterol Biosynthesis

　　

N6-甲基腺苷（m6A）修饰是头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）发生发展过程中的关键表观遗传事件。研究数据显示，甲基转移酶样蛋白 16（METTL16）在 HNSCC 患者肿瘤组织中的表达水平升高，且与不良预后密切相关。此外，数据表明 METTL16 通过增强胆固醇生物合成，在体外和体内促进 HNSCC 细胞的增殖。在机制层面，METTL16 催化胆固醇生物合成中的关键转录因子——固醇调节元件结合转录因子 2（SREBP2）发生 m6A 修饰，进而稳定 SREBP2 mRNA，最终提高 HNSCC 细胞中 SREBP2 mRNA 的表达水平。进一步验证表明，METTL16 促进 HNSCC 进展依赖于 SREBP2 mRNA 的表达。综上所述，研究结果揭示了 METTL16 在调控 SREBP2 表达中的新功能，阐明了 HNSCC 细胞中一条此前未被认识的 METTL16/SREBP2 信号通路。

头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）是一种可发生于口腔、咽部或喉部的恶性肿瘤，其异质性和复杂性导致患者预后较差，亟需发现新的治疗靶点。近年来，RNA 表观转录组修饰及其相关酶类（包括写入器、擦除器和阅读器）在致瘤过程中的关键作用日益受到重视，其中 N6-甲基腺苷（m6A）修饰通过影响 RNA 剪接、稳定性及翻译效率调控基因表达。甲基转移酶样蛋白 16（METTL16）作为一种新发现的独立于 METTL3-METTL14 复合物之外的 m6A 甲基转移酶，虽已在结直肠癌、胃癌及肝癌干细胞自我更新中被证实具有促癌作用，但其在 HNSCC 中的具体功能及分子机制尚属空白。同时，肿瘤细胞内的胆固醇代谢重编程是癌症进展的关键驱动因素，胆固醇及其代谢产物已被证实能促进 HNSCC 的生长、转移及复发，然而 m6A 修饰在胆固醇生物合成调控中的具体作用仍未被阐明。鉴于此，研究人员旨在探讨 METTL16 在 HNSCC 中的潜在致癌功能及其分子机制，特别是其与胆固醇代谢重编程的关联。该研究发表于《Cancer Medicine》，首次揭示了 METTL16 通过 m6A 依赖性上调 SREBP2 表达，进而增强胆固醇生物合成以驱动 HNSCC 进展的新机制，为 HNSCC 的治疗提供了新的理论依据和潜在靶点。

为开展此项研究，研究人员采用了多维度的实验技术体系。首先，收集了 40 对来自昆山市第一人民医院及南京中医药大学附属昆山市中医院的 HNSCC 患者肿瘤组织及癌旁正常组织样本，并结合 TCGA 数据库进行临床相关性分析。在细胞层面，选用了七种人源 HNSCC 细胞系（FaDu, HN-6, SCC-25, CAL-27, SCC-9, SCC-15, SCC-4, HSC3），通过慢病毒感染构建了 METTL16 稳定敲低或过表达的细胞株，并利用质粒转染技术引入了野生型及催化失活突变型的 METTL16。主要检测手段包括：利用免疫组化（IHC）、定量实时 PCR（qRT-PCR）及蛋白质印迹法（Western Blotting）检测基因与蛋白表达水平；通过 CCK-8 assay 和克隆形成实验评估细胞增殖能力；建立裸鼠皮下移植瘤模型进行体内致瘤性验证；运用转录组测序（RNA-seq）结合基因本体（GO）和 KEGG 通路富集分析筛选下游关键通路；采用胆固醇检测试剂盒及 Filipin III 染色法定量及定位细胞内胆固醇水平；最后，通过 RNA 免疫共沉淀（RIP-qPCR）及生物素标记探针拉沉实验验证蛋白与 mRNA 的直接相互作用及 m6A 修饰状态。

研究结果主要包含以下几个方面：
METTL16 水平在 HNSCC 中升高并预示不良预后。通过分析 TCGA 数据及 40 对临床配对样本，研究人员发现 METTL16 在 HNSCC 组织中的 mRNA 和蛋白水平均显著高于正常组织，且其高表达与肿瘤分期晚、分级高及淋巴结转移呈正相关。生存分析显示，高表达 METTL16 的患者总生存期显著缩短。
METTL16 在体外和体内促进 HNSCC 细胞增殖。功能实验表明，敲低 METTL16 显著抑制了 HNSCC 细胞的增殖能力和克隆形成能力，而过表达 METTL16 则产生相反效果。裸鼠移植瘤实验进一步证实，METTL16 过表达组的肿瘤体积和重量显著增加。
METTL16 激活 HNSCC 细胞中的胆固醇生物合成。转录组测序及 KEGG 富集分析显示，METTL16 缺失导致胆固醇生物合成通路显著受抑。实验证实，METTL16 敲低降低了 SREBP2 及其下游靶基因（如 HMGCS1, HMGCR, MVK）的表达及细胞内总胆固醇水平，而外源性补充胆固醇可挽救由 METTL16 缺失导致的增殖缺陷。
METTL16 通过调控 SREBP2 mRNA 的 m6A 修饰促进其表达。机制研究表明，METTL16 直接结合 SREBP2 mRNA 并催化其发生 m6A 修饰，该过程依赖于 METTL16 的催化活性。m6A 阅读器 YTHDF2 识别并稳定了经 m6A 修饰的 SREBP2 mRNA，防止其降解。METTL16 缺失会导致 SREBP2 mRNA 稳定性下降，表达减少。
METTL16 依赖 SREBP2 促进 HNSCC 细胞生长和胆固醇生物合成。回复实验显示，在 METTL16 敲低的细胞中过表达 SREBP2 可显著恢复细胞增殖能力及胆固醇水平。此外，使用 SREBP 特异性抑制剂 Fatostatin 可阻断 SREBP2 过表达带来的 Rescue 效应，证实了 METTL16 的致癌功能高度依赖于 SREBP2 通路的激活。

讨论部分总结指出，本研究首次系统阐述了 METTL16 在 HNSCC 中的致癌作用及其分子机制。研究证实 METTL16 在 HNSCC 组织中高表达且与不良预后相关，其通过 m6A 依赖的方式稳定 SREBP2 mRNA，进而上调 SREBP2 蛋白水平，激活胆固醇生物合成通路，最终驱动肿瘤进展。尽管研究尚未精确定位 SREBP2 mRNA 上具体的 m6A 修饰位点，但现有数据有力证明了 METTL16-SREBP2-胆固醇代谢轴在 HNSCC 发生发展中的关键作用。结论部分强调，METTL16 通过稳定 SREBP2 mRNA 并增加其蛋白表达来促进 HNSCC 进展，表明 METTL16 是 HNSCC 治疗中一个极具潜力的新型治疗靶点。