JCI：中山大学陈德猛等团队合作发现头颈部鳞状细胞癌进展的调控新机制

PCIF1介导mRNA中N⁶,2′-O-二甲基腺苷(m⁶Am)的甲基化。然而，PCIF1与潜在辅助因子之间的详细相互作用及其病理意义尚不清楚。

2023年8月29日，中山大学陈德猛、浙江大学陈谦明、中国人民解放军总医院彭亮及广东省农业科学院Liu Qi共同通讯在Journal of Clinical Investigation（IF=16）在线发表题为“The CTBP2-PCIF1 complex regulates m⁶Am modification of mRNA in head and neck squamous cell carcinoma”的研究论文，该研究证明了PCIF1介导的cap mRNA m⁶Am修饰在体外和体内都促进了头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)的进展。

CTBP2被鉴定为PCIF1催化m⁶Am在mRNA上沉积的辅助因子。CLIP-seq数据显示CTBP2与PCIF1结合到类似的mRNA上。然后，利用m⁶Am-seq方法在单碱基分辨率下分析mRNA m⁶Am位点，发现TET2(一种众所周知的肿瘤抑制因子)的mRNA是PCIF1-CTBP2复合物的主要靶底物。从机制上讲，敲除CTBP2减少了PCIF1在TET2 mRNA上的占据，PCIF1-CTBP2复合物负向调节TET2 mRNA的翻译。

最近，越来越多的证据表明，mRNA修饰及其修饰子的失调是肿瘤侵袭性和恶性的重要因素。甲基化修饰占所有RNA修饰的60%以上。迄今为止，真核信使RNA (mRNA)的几种甲基化修饰已被表征，包括帽内的m⁶A和m⁵C，帽内和内部区域的m⁶Am，以及帽上的m⁷G。m⁶Am非常普遍，在30-40%的mRNA中位于m⁷G帽附近的第一个编码核苷酸位置，比m⁶A修饰的mRNA多。mRNA m⁶Am的可逆和动态变化通过干扰mRNA靶标的稳定性、脱帽和翻译，在肿瘤发生中发挥重要作用，包括多种关键癌基因和肿瘤抑制基因。

m⁶Am的修饰受特定甲基转移酶和去甲基化酶的相反活性控制。PCIF1(磷酸化RNA聚合酶II CTD相互作用因子1)是唯一已知的催化m⁶Am标记m⁷G帽端核苷酸的甲基转移酶。然而，尚不清楚m⁶Am的修饰是否需要将辅助因子募集到靶mRNA上。另一方面，FTO(脂肪质量和肥胖相关蛋白)已被证明优先去甲基化RNA转录物的cap-m⁶Am。虽然m⁶A修饰在癌症生物学中的作用是众所周知的，但m⁶Am在肿瘤进展中的作用仍在不断出现。特别是，新开发的方法已经能够精确地确定整个转录组中的m⁶Am修饰，并澄清其功能结果。

机理模式图（图源自Journal of Clinical Investigation ）

在该研究中，作者发现PCIF1在HNSCC癌组织中过表达，并可作为HNSCC的预后标志物。功能缺失和功能增益实验表明，PCIF1是HNSCC的重要致瘤特性。此外，PCIF1与CTBP2 (C端结合蛋白2)相互作用，将m⁶Am沉积在m⁷G帽近端核苷酸中。CTBP2通过与细胞核中的PCIF1结合形成PCIF1-CTBP2复合物，发挥m⁶Am修饰作用。此外，作者发现TET2 (Tet甲基胞嘧啶双加氧酶2)是HNSCC中PCIF1-CTBP2复合物的功能性下游靶点。

PCIF1-CTBP2介导的TET2上的m⁶Am修饰负向调控TET2转录物的翻译。此外，小鼠模型表明PCIF1-CTBP2复合物对HNSCC的发展和进展很重要。总的来说，该研究证明了表转录组调控因子PCIF1-CTBP2复合物的致癌功能，突出了m⁶Am修饰在肿瘤进展中的重要性，有力支持了PCIF1-CTBP2和m⁶Am修饰在HNSCC发展中的关键作用。

原文链接：

https://www.jci.org/articles/view/170173