MeRIP-seq揭示ALKBH5通過m6A依賴性機制影響腫瘤進展的分子通路
神經(jīng)膠質(zhì)瘤是成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最常見的惡性原發(fā)性腫瘤，預(yù)后極差。盡管采用多模式治療，但復(fù)發(fā)和惡性進展是低級別膠質(zhì)瘤治療的主要難題。表觀遺傳調(diào)控在腫瘤發(fā)生中起著重要作用，其中m6A修飾是最豐富的mRNA修飾之一，與多種癌癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。然而，ALKBH5（一種m6A去甲基化酶）在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的作用尚不清楚。
近日，南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院郭洪波教授團隊探討了ALKBH5在神經(jīng)膠質(zhì)瘤進展中的功能及其作為治療靶點的潛力。研究人員利用MeRIP-seq揭示了ALKBH5在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的重要作用，特別是其通過m6A修飾調(diào)控FOXO1表達的分子機制。這些發(fā)現(xiàn)為神經(jīng)膠質(zhì)瘤的治療提供了新的潛在靶點，即通過抑制ALKBHH5或恢復(fù)FOXO1的功能來抑制腫瘤的惡性進展。相關(guān)研究成果以《ALKBH5 facilitates tumor progression via an m6A-YTHDC1-dependent mechanism in glioma》為題發(fā)表于《Cancer Letters》期刊。
標(biāo)題：ALKBH5 facilitates tumor progression via an m6A-YTHDC1-dependent mechanism in glioma（ALKBH5 通過神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的 m6A-YTHDC1 依賴性機制促進腫瘤進展）
發(fā)表期刊：Cancer Letters
影響因子： IF 9.1/1區(qū)
技術(shù)平臺：MeRIP-seq、RNA-seq等（易基因金牌技術(shù)）
本研究結(jié)果揭示了ALKBH5在膠質(zhì)瘤中的表達顯著增加，且ALKBH5過表達預(yù)示著預(yù)后不良。ALKBH5過表達在體外促進細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并在體內(nèi)加速了腫瘤生長。此外，通過m6A-MeRIP-seq、MeRIP-qPCR、RNA pulldown和免疫沉淀實驗，研究人員發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白O1（FOXO1）是ALKBH5的潛在靶點。從機制上講，ALKBH5通過去甲基化修飾m6A的FOXO1 mRNA，破壞FOXO1的穩(wěn)定性和表達，這一過程依賴于YTHDC1通路。下調(diào)的FOXO1與β-catenin相互作用，增加了其在細(xì)胞核中的積累，從而促進了致癌的Wnt/β-catenin信號通路。本研究結(jié)果表明，靶向ALKBH5/FOXO1軸可能為膠質(zhì)瘤治療提供一種新的治療策略。
研究亮點
（1）ALKBH5在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的表達與預(yù)后
ALKBH5在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的表達顯著高于正常組織，且與腫瘤分級呈正相關(guān)。高表達ALKBH5的患者預(yù)后更差，生存期更短。
圖1：神經(jīng)膠質(zhì)瘤中ALKBH5表征。
（2）ALKBH5在體外和體內(nèi)促進細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。
在體外實驗中，ALKBH5敲低顯著抑制了神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力，而ALKBH5過表達則促進了這些能力。在裸鼠原位腫瘤模型中，ALKBH5敲低縮小了腫瘤體積，延長了小鼠生存期，而ALKBH5過表達則加速了腫瘤生長，縮短了生存期。
圖3：ALKBH5在體內(nèi)促進神經(jīng)膠質(zhì)瘤的致瘤性。
（3）ALKBH5通過m6A修飾調(diào)控FOXO1表達
通過m6A-MeRIP-seq和對應(yīng)的RNA-seq分析，研究者發(fā)現(xiàn)ALKBH5可能通過m6A修飾調(diào)控FOXO1表達。ALKBH5敲低導(dǎo)致FOXO1 mRNA的m6A修飾增加，F(xiàn)OXO1 mRNA穩(wěn)定性提高，進而上調(diào)FOXO1蛋白表達。YTHDC1被鑒定為FOXO1 mRNA的m6A“reader”蛋白，其結(jié)合增加了FOXO1 mRNA的穩(wěn)定性。
(B) 與對照細(xì)胞相比，ALKBH5敲低的U251細(xì)胞中差異表達基因。
(C-D) U251細(xì)胞中m6A位點的最富集motif（C）和分布情況（D）。
(E) 與對照細(xì)胞相比，ALKBH5敲低的U251細(xì)胞中差異表達基因的通路富集分析。
(F) 與對照細(xì)胞相比，ALKBH5敲低的U251細(xì)胞中FOXO1靶基因的基因集富集分析。
(G) MeRIP-seq和RNA-seq中差異表達基因的相對變化倍數(shù)。
(H-J) qRT-qPCR（H）和Western blot（I-J）檢測結(jié)果顯示ALKBH5敲低后FOXO1表達增加。
(K) 通過m6A-qPCR檢測到ALKBH5敲低后FOXO1轉(zhuǎn)錄本的m6A修飾水平增加。
(L) RIP-qPCR顯示ALKBH5與FOXO1轉(zhuǎn)錄本的結(jié)合。
圖5：ALKBH5通過m6A-YTHDC1依賴性方式調(diào)控FOXO1 mRNA穩(wěn)定性。
(A-B) qRT-qPCR檢測U87（A）和U251（B）細(xì)胞中FOXO1的表達和分布。
(C-D) U87和U251細(xì)胞ALKBH5敲低后用放線菌素D處理，F(xiàn)OXO1 mRNA隨時間的降解率測定和qPCR分析。
(E) 通過RNA pulldown實驗和質(zhì)譜分析鑒定的三種候選m6A“reader”蛋白。
(F) 在U87和U251細(xì)胞中，使用細(xì)胞裂解物、完整的生物素標(biāo)記FOXO1、FOXO1 CDS、3'-UTR和5'-UTR（有或無m6A motif突變）或NC進行RNA pulldown實驗后，對YTHDC1、HNRNPA2B1和HNRNPC進行Western blot檢測。
(G) 在CGGA隊列的膠質(zhì)瘤患者中，F(xiàn)OXO1和YTHDC1表達的相關(guān)性分析。
(H-I) RIP-qPCR顯示YTHDC1與U87（H）和U251（I）細(xì)胞中FOXO1轉(zhuǎn)錄本的結(jié)合。
(J) 在U87和U251細(xì)胞中，YTHDC1敲低后FOXO1的Western blot檢測。
(K-L) 通過RT-qPCR檢測U87（K）和U251（L）細(xì)胞YTHDC1敲低后FOXO1的表達和分布。
(M-N) U87和U251細(xì)胞YTHDC1敲低后用放線菌素D處理，F(xiàn)OXO1 mRNA隨時間的降解率測定和qPCR分析。
（4）ALKBH5通過FOXO1/β-catenin通路促進腫瘤進展
FOXO1與β-catenin互作，抑制β-catenin核積累，從而抑制Wnt/β-catenin信號通路。ALKBH5通過降低FOXO1表達，促進β-catenin核積累，激活Wnt/β-catenin信號通路，進而促進腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲。
易小結(jié)
本研究通過系統(tǒng)的實驗設(shè)計和多維度分析，揭示了ALKBH5在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的作用機制，特別是其通過m6A修飾調(diào)控FOXO1表達的分子通路。這些發(fā)現(xiàn)不僅為神經(jīng)膠質(zhì)瘤的病理機制提供了新的見解，也為未來的治療策略提供了潛在的靶點。
MeRIP-seq在本研究中發(fā)揮了重要作用
研究者通過MeRIP-seq分析了ALKBH5敲低的U251細(xì)胞中m6A修飾的變化。結(jié)果表明ALKBH5在正常情況下可能通過去甲基化作用維持這些基因的低m6A修飾水平。
MeRIP-seq還揭示了FOXO1 mRNA的m6A修飾水平在ALKBH5敲低后顯著增加。表明FOXO1是ALKBH5調(diào)控的m6A修飾的直接靶基因。進一步實驗（m6A-qPCR和RIP-qPCR）也證實了ALKBH5與FOXO1 mRNA的結(jié)合，并通過去甲基化調(diào)控其穩(wěn)定性。
此外，MeRIP-seq還揭示了m6A修飾在mRNA上的分布模式。ALKBH5敲低后，m6A修飾分布發(fā)生了顯著變化，這為理解ALKBH5在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中的作用提供了重要線索。
參考文獻：
Wang C, Xu N, Zhong X, Liu B, Tang W, He Z, Zeng H, Guo H. ALKBH5 facilitates tumor progression via an m6A-YTHDC1-dependent mechanism in glioma. Cancer Lett. 2025 Jan 4:217439. pii: S0304-3835(25)00003-5. doi: 10.1016/j.canlet.2025.217439.
近日，南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院郭洪波教授團隊探討了ALKBH5在神經(jīng)膠質(zhì)瘤進展中的功能及其作為治療靶點的潛力。研究人員利用MeRIP-seq揭示了ALKBH5在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的重要作用，特別是其通過m6A修飾調(diào)控FOXO1表達的分子機制。這些發(fā)現(xiàn)為神經(jīng)膠質(zhì)瘤的治療提供了新的潛在靶點，即通過抑制ALKBHH5或恢復(fù)FOXO1的功能來抑制腫瘤的惡性進展。相關(guān)研究成果以《ALKBH5 facilitates tumor progression via an m6A-YTHDC1-dependent mechanism in glioma》為題發(fā)表于《Cancer Letters》期刊。
標(biāo)題：ALKBH5 facilitates tumor progression via an m6A-YTHDC1-dependent mechanism in glioma（ALKBH5 通過神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的 m6A-YTHDC1 依賴性機制促進腫瘤進展）
影響因子： IF 9.1/1區(qū)
技術(shù)平臺：MeRIP-seq、RNA-seq等（易基因金牌技術(shù)）
本研究結(jié)果揭示了ALKBH5在膠質(zhì)瘤中的表達顯著增加，且ALKBH5過表達預(yù)示著預(yù)后不良。ALKBH5過表達在體外促進細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并在體內(nèi)加速了腫瘤生長。此外，通過m6A-MeRIP-seq、MeRIP-qPCR、RNA pulldown和免疫沉淀實驗，研究人員發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白O1（FOXO1）是ALKBH5的潛在靶點。從機制上講，ALKBH5通過去甲基化修飾m6A的FOXO1 mRNA，破壞FOXO1的穩(wěn)定性和表達，這一過程依賴于YTHDC1通路。下調(diào)的FOXO1與β-catenin相互作用，增加了其在細(xì)胞核中的積累，從而促進了致癌的Wnt/β-catenin信號通路。本研究結(jié)果表明，靶向ALKBH5/FOXO1軸可能為膠質(zhì)瘤治療提供一種新的治療策略。
研究亮點
- ALKBH5在膠質(zhì)瘤中表達上調(diào)，并預(yù)示著預(yù)后不良。
- ALKBH5在體外和體內(nèi)促進細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。
- ALKBH5通過m6A-YTHDC1依賴性方式降低FOXO1 mRNA水平。
- ALKBH5通過FOXO1/β-catenin信號通路促進膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移。
- 樣本與數(shù)據(jù)分析：研究者收集了55例神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者的腫瘤組織樣本，并利用TCGA和CGGA數(shù)據(jù)庫分析ALKBH5表達水平與腫瘤分級的關(guān)系。
- 細(xì)胞實驗：使用多種神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系（U87-MG、U251等），通過shRNA敲低和過表達ALKBH5，檢測其對細(xì)胞增殖、遷移和侵襲能力的影響。實驗包括CCK-8實驗、EdU實驗、克隆形成實驗、Transwell實驗和3D球體侵襲實驗。
- 動物實驗：構(gòu)建裸鼠原位腫瘤移植模型，通過生物發(fā)光成像技術(shù)監(jiān)測腫瘤生長，并評估ALKBH5敲低或過表達對腫瘤生長和小鼠生存率的影響。
- 分子機制研究：利用m6A-MeRIP-seq、RNA-seq、RNA pulldown和免疫共沉淀等技術(shù)，鑒定ALKBH5的靶基因，并研究其通過m6A修飾調(diào)控FOXO1表達的機制。
（1）ALKBH5在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的表達與預(yù)后
ALKBH5在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的表達顯著高于正常組織，且與腫瘤分級呈正相關(guān)。高表達ALKBH5的患者預(yù)后更差，生存期更短。
圖1：神經(jīng)膠質(zhì)瘤中ALKBH5表征。
（2）ALKBH5在體外和體內(nèi)促進細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。
在體外實驗中，ALKBH5敲低顯著抑制了神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力，而ALKBH5過表達則促進了這些能力。在裸鼠原位腫瘤模型中，ALKBH5敲低縮小了腫瘤體積，延長了小鼠生存期，而ALKBH5過表達則加速了腫瘤生長，縮短了生存期。
圖2：ALKBH5在體外促進細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。
圖3：ALKBH5在體內(nèi)促進神經(jīng)膠質(zhì)瘤的致瘤性。
（3）ALKBH5通過m6A修飾調(diào)控FOXO1表達
通過m6A-MeRIP-seq和對應(yīng)的RNA-seq分析，研究者發(fā)現(xiàn)ALKBH5可能通過m6A修飾調(diào)控FOXO1表達。ALKBH5敲低導(dǎo)致FOXO1 mRNA的m6A修飾增加，F(xiàn)OXO1 mRNA穩(wěn)定性提高，進而上調(diào)FOXO1蛋白表達。YTHDC1被鑒定為FOXO1 mRNA的m6A“reader”蛋白，其結(jié)合增加了FOXO1 mRNA的穩(wěn)定性。
圖4：MeRIP-seq和RNA-seq鑒定FOXO1為ALKBH5介導(dǎo)的m6A修飾的下游靶點。
(A) 與對照細(xì)胞相比，ALKBH5敲低的U251細(xì)胞中m6A富集peaks。(B) 與對照細(xì)胞相比，ALKBH5敲低的U251細(xì)胞中差異表達基因。
(C-D) U251細(xì)胞中m6A位點的最富集motif（C）和分布情況（D）。
(E) 與對照細(xì)胞相比，ALKBH5敲低的U251細(xì)胞中差異表達基因的通路富集分析。
(F) 與對照細(xì)胞相比，ALKBH5敲低的U251細(xì)胞中FOXO1靶基因的基因集富集分析。
(G) MeRIP-seq和RNA-seq中差異表達基因的相對變化倍數(shù)。
(H-J) qRT-qPCR（H）和Western blot（I-J）檢測結(jié)果顯示ALKBH5敲低后FOXO1表達增加。
(K) 通過m6A-qPCR檢測到ALKBH5敲低后FOXO1轉(zhuǎn)錄本的m6A修飾水平增加。
(L) RIP-qPCR顯示ALKBH5與FOXO1轉(zhuǎn)錄本的結(jié)合。
圖5：ALKBH5通過m6A-YTHDC1依賴性方式調(diào)控FOXO1 mRNA穩(wěn)定性。
(C-D) U87和U251細(xì)胞ALKBH5敲低后用放線菌素D處理，F(xiàn)OXO1 mRNA隨時間的降解率測定和qPCR分析。
(E) 通過RNA pulldown實驗和質(zhì)譜分析鑒定的三種候選m6A“reader”蛋白。
(F) 在U87和U251細(xì)胞中，使用細(xì)胞裂解物、完整的生物素標(biāo)記FOXO1、FOXO1 CDS、3'-UTR和5'-UTR（有或無m6A motif突變）或NC進行RNA pulldown實驗后，對YTHDC1、HNRNPA2B1和HNRNPC進行Western blot檢測。
(G) 在CGGA隊列的膠質(zhì)瘤患者中，F(xiàn)OXO1和YTHDC1表達的相關(guān)性分析。
(H-I) RIP-qPCR顯示YTHDC1與U87（H）和U251（I）細(xì)胞中FOXO1轉(zhuǎn)錄本的結(jié)合。
(J) 在U87和U251細(xì)胞中，YTHDC1敲低后FOXO1的Western blot檢測。
(K-L) 通過RT-qPCR檢測U87（K）和U251（L）細(xì)胞YTHDC1敲低后FOXO1的表達和分布。
(M-N) U87和U251細(xì)胞YTHDC1敲低后用放線菌素D處理，F(xiàn)OXO1 mRNA隨時間的降解率測定和qPCR分析。
（4）ALKBH5通過FOXO1/β-catenin通路促進腫瘤進展
FOXO1與β-catenin互作，抑制β-catenin核積累，從而抑制Wnt/β-catenin信號通路。ALKBH5通過降低FOXO1表達，促進β-catenin核積累，激活Wnt/β-catenin信號通路，進而促進腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲。
圖6：ALKBH5抑制FOXO1表達，降低體外和體內(nèi)總生存期（OS）。
圖7：ALKBH5抑制FOXO1/β-catenin信號通路。
圖8：ALKBH5促進β-catenin表達，降低體外和體內(nèi)總生存期（OS）。
易小結(jié)
本研究通過系統(tǒng)的實驗設(shè)計和多維度分析，揭示了ALKBH5在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的作用機制，特別是其通過m6A修飾調(diào)控FOXO1表達的分子通路。這些發(fā)現(xiàn)不僅為神經(jīng)膠質(zhì)瘤的病理機制提供了新的見解，也為未來的治療策略提供了潛在的靶點。
MeRIP-seq在本研究中發(fā)揮了重要作用
研究者通過MeRIP-seq分析了ALKBH5敲低的U251細(xì)胞中m6A修飾的變化。結(jié)果表明ALKBH5在正常情況下可能通過去甲基化作用維持這些基因的低m6A修飾水平。
MeRIP-seq還揭示了FOXO1 mRNA的m6A修飾水平在ALKBH5敲低后顯著增加。表明FOXO1是ALKBH5調(diào)控的m6A修飾的直接靶基因。進一步實驗（m6A-qPCR和RIP-qPCR）也證實了ALKBH5與FOXO1 mRNA的結(jié)合，并通過去甲基化調(diào)控其穩(wěn)定性。
此外，MeRIP-seq還揭示了m6A修飾在mRNA上的分布模式。ALKBH5敲低后，m6A修飾分布發(fā)生了顯著變化，這為理解ALKBH5在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中的作用提供了重要線索。
參考文獻：
Wang C, Xu N, Zhong X, Liu B, Tang W, He Z, Zeng H, Guo H. ALKBH5 facilitates tumor progression via an m6A-YTHDC1-dependent mechanism in glioma. Cancer Lett. 2025 Jan 4:217439. pii: S0304-3835(25)00003-5. doi: 10.1016/j.canlet.2025.217439.
標(biāo)簽：
RNA甲基化
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