m6A修饰调控lncRNA在女性生殖系统肿瘤中的研究进展

Research Progress on m6A Modification Regulation of lncRNA in Female Reproductive System Tumors

摘要: 女性生殖系统肿瘤是严重威胁女性健康的主要疾病之一，其发生发展涉及复杂的表观遗传调控机制。近年来，N6-甲基腺苷(m6A)修饰和长链非编码RNA (lncRNA)在肿瘤中的作用日益受到关注。m6A作为真核生物mRNA中最常见的RNA甲基化修饰，可通过调控RNA的稳定性、剪接、翻译等过程影响基因表达。而lncRNA则作为重要的调控分子，参与肿瘤发生、转移和耐药等过程。越来越多的研究表明，m6A修饰可通过调控lncRNA的表达和功能影响妇科肿瘤的发生发展。本文综述了m6A修饰对lncRNA的调控机制，并探讨其在卵巢癌、宫颈癌和子宫内膜癌等妇科肿瘤中的研究进展，同时展望m6A-lncRNA轴在肿瘤诊断和治疗中的潜在应用价值。

Abstract: Tumors of the female reproductive system are one of the major diseases that seriously threaten women’s health, and their occurrence and development involve complex epigenetic regulatory mechanisms. In recent years, the role of N6 methyladenosine (m6A) modification and long non-coding RNA (lncRNA) in tumors has received increasing attention. As the most common RNA methylation modification in eukaryotic mRNA, m6A can affect gene expression by regulating RNA stability, splicing, translation, and other processes. As an important regulatory molecule, lncRNA is involved in processes such as tumorigenesis, metastasis, and drug resistance. More and more studies have shown that m6A modification can affect the occurrence and development of gynecological tumors by regulating the expression and function of lncRNA. This article reviews the regulatory mechanism of m6A modification on lncRNA and explores its research progress in gynecological tumors such as ovarian cancer, cervical cancer, and endometrial cancer. It also looks forward to the potential application value of m6A lncRNA axis in tumor diagnosis and treatment.

1. 引言

女性生殖系统肿瘤(主要包括卵巢癌、宫颈癌和子宫内膜癌)是全球女性癌症相关死亡的重要原因[1]，且发病逐渐呈年轻化趋势。尽管近年来在诊断和治疗方面取得了一定进展，但肿瘤患者的发病率和死亡率仍然居高不下，亟需深入探索其发生发展的分子机制以寻找新的治疗靶点。

表观遗传学(epigenesis)是指一种基于核苷酸序列不发生改变的情况下所致的可遗传的基因表达调控方式，能够在DNA和染色质结构、RNA稳定性以及转录水平进行调控基因表达。其中，RNA甲基化修饰(m6A)和长链非编码RNA (lncRNA)是表观遗传学方向的两个重要研究热点。m6A是真核生物mRNA中最常见的内部修饰，由甲基转移酶(Writer)、去甲基化酶(Eraser)和结合蛋白(Reader)共同调控，影响RNA的代谢和功能。lncRNA是一类长度超过200个核苷酸的非编码RNA分子，其虽然不参与编码蛋白质，但可通过调控染色质结构、miRNA海绵作用、蛋白质互作等方式影响肿瘤的发生发展。越来越多的证据表明，m6A修饰可直接或间接调控lncRNA的表达和功能，进而影响肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移和耐药性。

因此，深入探讨m6A-lncRNA调控网络在妇科肿瘤中的作用，有助于发现新的生物标志物和治疗靶点。本文系统综述了m6A修饰对lncRNA的调控机制，并重点讨论其在卵巢癌、宫颈癌和子宫内膜癌中的研究进展，为女性生殖系统肿瘤的诊断和治疗提供可能的新思路。

2. m6A修饰的生物学特性及其对lncRNA的调控机制

2.1. m6A修饰的生物学特性

m6A是指发生在腺嘌呤的第6位氮原子上的甲基化修饰，动态可逆、分布广泛以及修饰位点高度保守是m6A修饰最主要的特征。m6A甲基转移酶主要包括甲基转移酶样3 (METTL3)、METTL14 (methyltransferase-like protein 14)及、肾母细胞瘤1相关蛋白(WTAP)等。METTL3是具有催化活性的亚基，METTL14具备识别底物的能力，WTAP则可招募METTL3与METTL14形成METTL3/METTL14/WTAP复合体，从而参与m6A甲基化反应[2]。m6A去甲基化酶包括脂肪和肥胖相关蛋白(FTO)和ALKB同源物5 (ALKBH5)。ALKBH5与FTO均属于ALKB家族成员。FTO基因在许多组织中广泛表达，包括下丘脑、骨骼肌和脂肪组织，ALKBH5的表达产物主要存在于睾丸和肺，在RNA代谢和生育能力受损中起着关键作用。m6A结合蛋白包括YT521-B同源物(YTH)结构域、真核起始因子3 (EIF3)、IGF2mRNA结合蛋白(IGF2BP)家族和异质性胞核核糖核蛋白(HNRNP)家族，可特异性结合m6A的甲基化位点，能够解码m6A甲基化并产生功能信号[3]。

2.2. m6A修饰对lncRNA的调控方式

LncRNA参与包括女性生殖道肿瘤在内的多种肿瘤的生物学过程，例如生长、转移、耐药性和肿瘤免疫微环境等。此外，lncRNA作为人类基因组重要的表观遗传调控因子，其自身表达也受表观遗传如RNA甲基化、DNA甲基化及其他非编码RNA等方式调控。随着m6A测序和单碱基分辨率紫外交联沉淀等技术快速发展和广泛应用，m6A修饰在肿瘤相关lncRNA的调控机制中的重要作用逐渐凸显：m6A识别蛋白IGF2BP2可通过促进lncRNA LHX1-DT稳定性进而抑制肾癌细胞增殖和侵袭[4]；m6A甲基化转移酶介导的对LINC01094的m6A修饰通过募集PKM2/JMJD5复合物诱导乳腺癌糖代谢重编程[5]。

3. 在不同女性生殖系统肿瘤中m6A修饰调控lncRNA的研究进展

3.1. 卵巢癌

卵巢癌是女性生殖系统三大恶性肿瘤之一，卵巢上皮性癌(EOC)是卵巢恶性肿瘤中最常见的组织学类型，致死率居妇科恶性肿瘤首位[1]。

甲基转移酶样蛋白(METTL)家族在促进m6A修饰中起主导作用，近期多项研究发现，METTL家族通过对多种lncRNA进行m6A修饰参与卵巢癌的演进过程：研究表明甲基化转移酶METTL16与lncRNA MALAT1在卵巢癌中表达水平呈负相关，体内外实验表明METTL16通过对MALAT1进行m6A修饰从而促进其降解来阻碍EOC细胞的生长[6]。此外，Li等[7]证明lncRNA MEG3受METTL3/YTHDF2甲基化的影响，并通过结合miR-885-5p增加VASH1表达来抑制卵巢癌的增殖和转移。另有研究证实lncRNA RHPN1-AS1和METTL3在卵巢癌中呈过表达，METTL3可以通过m6A修饰增强RHPN1-AS2的稳定性促进体外细胞存活、迁移、侵袭和体内肿瘤生长[8]。

m6A去甲基化酶在卵巢癌的发生发展中亦扮演重要角色。ALKBH5是一种关键的m6A去甲基化酶，调节核RNA输出、代谢和基因表达，参与肿瘤形成。近期研究发现，缺氧微环境可以诱导卵巢癌中ALKBH5表达增加，进而使lncRNA RMRP去甲基化来促进肿瘤细胞增殖和迁移[9]。另一项研究发现ALKBH5通过去甲基化修饰lnRNA PVT1从而调节卵巢癌对5-FU、多西他赛和卡铂的敏感性[10]。

越来越多的研究也揭示了m6A结合蛋白在卵巢癌生物学过程中发挥着不可或缺的调控作用。Jin 等[11]通过生物信息学分析和研究构建了铁蛋白重链-1 (FTH1) m6A甲基化调控通路(LncRNA CACNA1G-AS1/IGF2BP1)，通过临床样本检测发现，这些通路调控因子在卵巢癌症组织中显著上调，其表达水平与卵巢癌症恶性表型密切相关。以上研究表明m6A及其相关因子可通过调控lncRNA及相关通路显著影响卵巢癌的生物学过程，但其确切作用机制尚待进一步研究阐明。

3.2. 宫颈癌

宫颈癌是最常见的女性生殖道恶性肿瘤，发病率在女性恶性肿瘤中居第二位，在某些发展中国家甚至位居首位。探索影响宫颈癌进展及预后的生物标记物和新的分子机制具有重要意义。

随着相关研究的不断深入，研究者发现宫颈癌中存在lncRNA的m6A异常修饰，并与肿瘤发展息息相关。Quan等[12]通过TCGA数据库筛选了宫颈癌组织中差异表达的m6A相关基因，发现RBM1可以作为m6A甲基转移酶来稳定lncRNA HEIH的表达，进而上调EGFR维持肿瘤干细胞特性。另有学者发现甲基转移酶METTL3通过m6A依赖性模式增强lncRNA FOXD2-AS1稳定性加速宫颈癌进展[13]。DARS-AS1是一种可以通过细胞保护性自噬来发挥致癌作用的lncRNA，近期研究发现其在宫颈癌中可以通过招募METTL3和甲基转移酶14 (METTL14)来促进DARS翻译从而激活下游通路发挥致癌作用[14]。

此外，m6A去甲基化酶与lncRNA的密切调控关系也在宫颈癌发生发展中起着关键作用。宫颈癌组织中lncRNA GAS5-AS1含量明显低于正常组织且与肿瘤分期、淋巴转移及预后密切相关，抑制其表达可显著促进宫颈癌细胞体内外的增殖侵袭力；进一步发现机制为GAS5-AS1与ALKBH5相互作用使得抑癌基因GAS5去甲基化并增强其稳定性[15]。Wu等[16]发现MATAT1在HPV相关性宫颈癌患者中表达量显著升高，沉默MALAT1通过调节miR-141-3p的表达导致m6A去甲基化酶ALKBH5的下调，从而导致基质金属蛋白酶2 (MMP2)和MMP9表达水平的降低，从而抑制细胞迁移和侵袭。

同样，m6A结合蛋白亦在宫颈癌中参与lncRNA的修饰。有研究者通过MeRIP-seq发现CARMN是宫颈癌中一个m6A丰度显著的抑癌基因，其在宫颈癌组织中m6A的修饰水平显著高于正常宫颈组织，当其发生m6A修饰后可被m6A阅读器YTHDF2识别，并能够促进其在肿瘤细胞中的降解[17]。另一种在宫颈癌中显著高表达并具有促癌作用的lncRNA KCNMB2-AS1主要位于细胞质中，其可作为竞争性内源性RNA通过吸附miR-130b-5p和miR-4294，导致癌细胞中IGF2BP3的上调。此外，IGF2BP3能够通过识别结合KCNMB2-AS1上的三个m6A修饰位点稳定KCNMB2-AS1的表达。因此，KCNMB2-AS1和IGF2BP3形成了一个正调控回路，增强了KCNMB2-AS1在宫颈癌中的致瘤作用[18]。这些研究成果提示我们m6A相关因子异常引起lncRNA差异表达可能是宫颈癌进展的潜在因素，这为其临床诊疗提供了新的方向。

3.3. 子宫内膜癌

随着代谢性疾病的增加，子宫内膜癌在全球出现了发病率升高和发病年轻化的趋势。研究者通过对子宫内膜癌分子遗传学不断探索发现，子宫内膜癌是生物学、临床特征、组织学特征和遗传学特征均存在显著异质性的一组肿瘤。近年来，表观遗传学特别是RNA甲基化逐渐显示出对子宫内膜癌患者的进展、治疗以及预后有重要意义。研究表明，lncRNA FGD5-AS1在子宫内膜癌紫杉醇耐药细胞中显著上调，并通过PD-1/PD-L1检查点阻断了肿瘤细胞免疫逃逸，其机制是METTL3通过m6A修饰上调FGD5-AS1的表达实现的，这为进一步探索子宫内膜癌化学耐药性的潜在机制提供了新的途径[19]。另一种LncRNA FENDRR在子宫内膜癌患者组织中表达水平降低，LncRNA FENDRR的过表达抑制了EEC细胞的生长，进一步实验表明，m6A结合蛋白YTHDF2能够识别内膜癌细胞中m6A修饰的LncRNA FENDRR的丰度，并促进其降解进而促进肿瘤进展[20]。Tian等在子宫内膜癌患者组织和血液中发现了高表达的lncRNA SLERT，SLERT可以结合METTL3增强EMT诱导剂BDNF的m6A水平，进而被IGF2BP1识别增强稳定性，激活肿瘤细胞上皮间充质转化赋予恶性行为的发生[21]。上述研究提示我们m6A甲基化水平检测有望成为诊断子宫内膜癌和判断预后的重要手段。

3.4. m6A-lncRNA轴在妇科肿瘤进展和诊疗评估中的作用

随着生物信息学分析方法日趋成熟，越来越多的研究者贡献了包括基因组学、表观基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等具有研究价值的临床数据，国内外学者基于生物信息学方法，不断筛选与m6A相关的lncRNAs，进一步进行机制探索或可作为评估女性生殖道肿瘤预后的标记物。Li等[22]通过检索TCGA和CGGA数据并识别m6A相关lncRNA特征，最终鉴定了16种m6A相关lncRNA，并构建了m6A评分模型。通过预后分析、免疫细胞浸润分析及肿瘤耐药分析表明，高m6A评分的lncRNA在肿瘤免疫微环境及化疗耐药方面参与肿瘤进展。Song等[23]对21个m6A调节因子和lncRNA进行Pearson相关分析，并通过单变量Cox回归和LASSO-Cox回归确定了7个m6A相关lncRNA特征，多变量分析表明，m6A相关lncRNA是卵巢癌患者的独立预后因素，此外，还构建了与7种m6A相关lncRNA相关的竞争性内源性RNA(ceRNA)网络，以了解m6A相关的lncRNA参与卵巢癌的可能机制。Liu等[24]使用R语言通过TCGA数据库筛选出10个m6A相关lncRNA的预测模型，该预测模型可以为独立的预测生物分子元件发挥作用，进一步发现该模型与免疫细胞浸润和部分信号通路有关，提示这些lncRNA在宫颈癌症预后中起着不可忽视的生物分子作用。Shan等[25]通过分析TCGA中临床数据和基因表达情况，共鉴定出2084个与m6A相关的lncRNA，其中32个lncRNA与预后相关，进一步筛选出与m6A相关的五种主要lncRNA，并使用风险评分模型进行子宫内膜癌的预后预测。Xie等[26]在TCGA-UCEC数据库中筛选出20个m6A相关lncRNA，这些基因在子宫内膜癌免疫微环境中起着关键作用，通过单变量和多变量Cox回归分析，LNCTAM34A可作为子宫内膜癌的预后标志物，高表达此lncRNA的患者预后良好。以上生物信息学研究充分揭示了m6A-lncRNA轴在妇科生殖系统肿瘤免疫微环境中扮演重要角色，据此展开进一步大样本验证及分子生物学机制研究将具有开创性意义。

4. 结语与展望

随着高通量测序技术的进步以及生物信息学分析的改进，关于女性生殖系统肿瘤中m6A修饰调控lncRNA的机制及作用的认识也进一步深入，为卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌的诊断及治疗提供了更多可能。本文就m6A甲基化修饰调控lncRNA的分子机制及其在女性生殖系统肿瘤中的作用进行了总结，并发现m6A修饰介导的lncRNA的异常表达，导致某些致癌基因或抑癌基因及下游通路的异常激活，在肿瘤的发生和发展中起着关键作用。这些研究对于深入认识妇科恶性肿瘤的致病机制、探索新的靶向干预具有重要意义。然而总体来说，女性生殖系统肿瘤的m6A修饰研究还处于探索阶段，m6A调控lncRNA的作用机制尚需深入研究，许多关键科学问题亟待解决。例如，mRNA的m6A修饰具有位置特异性和序列特异性，这些特征共同构成了m6A修饰在生物学上的独特性和复杂性，然而非编码RNA尤其是lncRNA是否存在此类m6A修饰的特异性需进一步验证。此外，随着多种新兴技术如直接RNA测序、单细胞测序、空间转录组学等技术的不断更新与进步，如何构建妇科肿瘤中m6A修饰图谱，分析m6A修饰motif及其结合位点的数量和分布特征，更进一步解析妇科肿瘤内m6A-lncRNA调控的异质性亦充满挑战。因此，未来应对m6A调控lncRNA的作用机制进行深入研究，将m6A与lncRNA联合起来分析患者的预后，开发探索特异性和灵敏度更高的表观遗传学检测技术，为临床的精准诊断和治疗(如液体活检、靶向药物研发)所面临的技术瓶颈提供潜在的解决方案。

基金项目

山东省自然科学基金青年基金项目(ZR2021QH082)。