2025-07-01
文章題目：The landscape of N6-methyladenosine in localized primary prostate cancer
中文標題：局限性前列腺癌的m6A全景觀圖譜
發表期刊：nature genetics
影響因子：29
發表時間：2025年
研究對象：前列腺癌組織
涉及組學：m6A meRIP, WGS, RNA-seq, Proteomics等
一、研究背景
前列腺癌是全球男性中最常見的惡性腫瘤之一，其高度異質性和復雜微環境對精準診療構成了重大挑戰。N6-甲基腺苷（m6A）是RNA最常見的修飾，參與RNA穩定性、RNA剪切以及代謝等多個環節。已有報道顯示m6A在多種癌癥中可能發揮促癌或抑癌作用，但其在前列腺癌中的全局分布、遺傳調控機制及臨床意義仍不明晰。前列腺癌的高度異質性使得現有基因組和轉錄組研究難以全面解釋其臨床表型特征，表觀轉錄組研究或許能夠為前列腺癌的研究提供新見解。
二、研究思路
步驟一：繪制前列腺癌m6A全景圖譜
研究通過meRIP-seq對148例高質量局限性前列腺癌組織樣本進行分析，識別出32,051個高置信度m6A峰，廣泛分布于癌基因（如MYC、AR）及非典型腫瘤抑制基因中，并與RNA表達、CNV、甲基化等組學特征高度相關，構建出系統的前列腺癌表觀轉錄組圖譜。
步驟二：構建m6A亞型并探索其臨床關聯
通過共識聚類，定義了五種m6A亞型（P1–P5），并揭示其與病理T分級、IDC/CA亞型、基因組不穩定性和術后復發顯著相關。進一步發現這些亞型與mRNA表達型、CNV亞型具有交叉關系，并且m6A調控因子如YTHDF1的擴增與亞型特征密切相關。
步驟三：解析種系遺傳變異對m6A的調控作用
整合WGS數據，識別出14,775個m6A-QTL，涵蓋1,017個基因，包括多個驅動基因（如TP53、FOXA1）。特定SNP（如rs4951018）不僅影響m6A豐度，還同時調控目標基因的RNA和蛋白表達，揭示遺傳變異通過m6A修飾參與癌癥發生。
步驟四：探討缺氧對m6A修飾的調控機制
通過患者腫瘤樣本與細胞系（V16A、PC-3）在缺氧狀態下的m6A譜對比，識別出2,280個缺氧相關的m6A峰，顯示缺氧可廣泛下調關鍵調控基因的m6A水平，并影響m6A酶的表達，揭示微環境壓力與m6A修飾間的廣泛關聯。
步驟五：系統評估m6A作為預后標志物的臨床價值
在6個獨立前列腺癌患者隊列中，系統評估m6A調控因子的CNA與患者預后的關系，發現VIRMA與YTHDF3的擴增顯著預測術后復發。進一步發現TP53與NKX3-1等關鍵基因的m6A水平可單獨或協同預測患者復發風險，支持m6A作為表觀生物標志物的潛力。
步驟六：功能驗證VCAN的m6A修飾促進前列腺癌進展
篩選并驗證關鍵m6A修飾靶點VCAN，發現其m6A修飾增強mRNA穩定性和蛋白翻譯效率，依賴IGF2BP蛋白復合物。VCAN高表達與不良預后、腫瘤侵襲性顯著相關。shRNA敲低實驗進一步證實VCAN促進腫瘤細胞增殖與轉移，是潛在的治療靶點。
三、研究內容
1、局限性前列腺癌的m6A圖譜
本研究系統分析了162例原發性局部前列腺癌樣本的m6A表觀轉錄組，采用meRIP-seq技術，識別出32,051個高置信度的m6A峰，廣泛分布于關鍵癌基因中。m6A豐度與RNA豐度、拷貝數變化、DNA甲基化及組蛋白修飾等其他組學特征存在顯著相關性，這些為前列腺癌中m6A調控機制及其與其他組學的交互作用提供了新視角。
2、局部前列腺癌中m6A亞型及其臨床相關性研究
局部前列腺癌患者的五個m6A亞型與腫瘤大小、病理T分級、基因組不穩定性及手術后復發率顯著相關。m6A亞型與已知信使RNA及拷貝數變化亞型存在關聯，其特征體現在m6A相關的“writer”、“reader”和“eraser”的體細胞CNA模式中。此外，特定m6A峰與臨床特征，如年齡、分級及IDC/CA的存在相關。在IDC/CA陽性病例中，m6A峰數量顯著增加，同時觀察到FANCA和TP53等腫瘤抑制基因的缺失。因此，m6A亞型及其特定位點模式為理解前列腺癌的臨床特征提供了新的視角。
3、遺傳性對m6A調控的影響
一些單核苷酸多態性與m6A位點存在重疊關系，顯示A等位基因在活躍位點頻率顯著高于非A等位基因。分析發現多個SNP與m6A位點的等位基因不平衡相關，并與臨床特征相關。識別出14,775個顯著的m6A-QTLs，影響1,017個基因，包括60個癌癥驅動基因。這些結果表明，種系遺傳因素在m6A調控中發揮關鍵作用，影響前列腺癌的發生和發展。
4、缺氧引起的m6A廣泛失調
缺氧是局部前列腺癌的重要不良預后特征，關聯腫瘤分級、侵襲性導管內癌及疾病復發。本研究識別出2,280個與缺氧相關的m6A峰，這些峰在缺氧腫瘤中豐度顯著降低，主要集中于基因表達調控基因上。m6A調控因子的RNA豐度與缺氧狀態呈相關性。此外，m6A患者亞型與缺氧關聯，其中突變較少的P5群體為最規范氧群體。通過將V16A和PC-3細胞系暴露于0.2% O2 24小時，驗證了缺氧相關的m6A峰，這些峰與原發患者的缺氧響應m6A峰顯著重疊，進一步支持了缺氧與m6A分布之間的密切關聯。
5、m6A作為前列腺癌患者預后的生物標志物
大多數腫瘤中m6A酶因體細胞突變而改變，且基因拷貝數喪失與RNA和蛋白豐度降低相關，這些變化在TCGA前列腺腺癌隊列中得到了驗證。分析1,239名患者的六個獨立隊列，發現拷貝數變化顯著預測疾病復發。超過一半的m6A峰（3,432個）與前列腺癌驅動基因相關，富集于細胞組織和核酸代謝功能。生存分析顯示，TP53和NKX3-1的m6A豐度與生化復發風險相關。此外，20,334個m6A峰的分析揭示，特定轉錄本上的峰與不良預后顯著相關。
6、m6A修飾VCAN與前列腺癌進展顯著相關
VCAN、INHBA和ZFHX4的RNA豐度在兩個大型患者隊列中顯著相關，約15%的腫瘤中檢測到VCAN m6A峰。VCAN作為細胞外基質的關鍵成分，其mRNA豐度在具有m6A峰的腫瘤中顯著高于無m6A峰腫瘤，且與981名患者的預后顯著相關。VCAN敲低顯著抑制細胞增殖和遷移。研究發現m6A修飾通過穩定VCAN mRNA并促進其翻譯，依賴于IGF2BP蛋白，增強前列腺癌細胞的侵襲性。
四、文章總結
本研究構建了前列腺癌m6A修飾的系統性圖譜，涵蓋162例局限性原發前列腺癌樣本，結合meRIP-seq、WGS、RNA-seq和蛋白組等多組學數據，揭示了m6A修飾在腫瘤發生發展中的多層級調控機制。研究發現m6A修飾在不同患者中具有顯著異質性，可劃分出5個m6A亞型，與腫瘤分級、體積、IDC/CA分型、基因組不穩定性及術后復發密切相關。研究進一步識別出大量m6A-QTL，揭示種系遺傳變異對m6A水平的調控，并發現缺氧可廣泛影響m6A圖譜。功能驗證表明，VCAN等基因的m6A修飾可增強mRNA穩定性和翻譯效率，促進細胞增殖與遷移，且與患者不良預后顯著相關。整體而言，該研究揭示了m6A修飾與遺傳背景、微環境因素及腫瘤表型之間的復雜交互，為前列腺癌的精準診療提供了新的靶點和生物標志物。
