METTL3介导LATS1甲基化并抑制Hippo-YAP/TAZ信号通路促进乳腺癌的功能机制研究

As the most abundant internal modification in mammalian mRNA, N6-methyladenosine (m6A) modification is involved in multiple aspects of RNA metabolism, including RNA stability, translation, splicing, transport and localization. Modifications of m6A are dynamic and reversible in mammalian cells, which has been found to have an impact on tumor initiation and progression through various mechanisms. Our project used the expression data in breast tumors and tumor-adjacent normal tissues in the database, we confirmed that METTL3 was overexpressed in breast cancers. Consistent with this result that METTL3 was upregulated in different breast cancer cells. In addition, the expression level of METTL3 in breast cancers were inversely correlated with the prognosis of breast cancer patients. The silencing of METTL3 decreased the cellular proliferation and survival of MCF-7 cells. Using transwell assays, we further found that the silencing of METTL3 inhibited the migration of MCF-7 cells. Furthermore, we propose the hypothesis that METTL3-LATS1 pathway may plays important roles in the pathogenesis of breast cancer and provides new opportunities for early stage diagnosis and treatment of human breast cancer.

6-甲基腺嘌呤（m6A）是mRNA上最丰富的内部修饰，这种可逆性的RNA甲基化修饰，通过改变细胞内某些特定基因对应mRNA的甲基化水平，影响下游一系列致癌基因或正向转录因子的表达，在多种肿瘤的形成过程中起到了重要作用。本项目通过分析GEO数据库中的测序数据发现RNA甲基转移酶METTL3在乳腺癌中高表达，且抑制METTL3的表达可影响Hippo信号通路蛋白LATS1的mRNA的甲基化水平。进一步实验揭示 METTL3在不同类型的乳腺癌组织及细胞中均高表达，且METTL3的表达可影响乳腺癌病人预后，而干扰METTL3可抑制乳腺癌细胞MCF-7的增殖和迁移，促进细胞凋亡。据此，我们提出假设：在乳腺癌中METTL3参与调控抑癌基因LATS1的RNA甲基化水平，从而导致乳腺癌细胞的异常增殖。本项目希望通过研究m6A修饰在乳腺癌发生发展中的机制通路，为乳腺癌的早期诊断与靶向治疗提供新的思路

N6-甲基腺嘌呤（m6A）是mRNA上最丰富的内部修饰，这种可逆性的RNA甲基化修饰，通过改变细胞内mRNA的甲基化水平，影响下游一系列致癌基因或正向转录因子的表达，在多种肿瘤的形成过程中起到了重要作用。本项目前期研究发现在乳腺癌中METTL3参与调控Hippo通路抑癌基因LATS1的RNA甲基化水平，从而导致乳腺癌细胞的异常增殖。本项目希望通过研究m6A修饰Hippo通路在乳腺癌发生发展中的机制，为乳腺癌的早期诊断与靶向治疗提供新的思路。.本项目通过细胞和动物模型研究，探索出METTL3在乳腺癌中主要作为致癌因素发挥体内外生物学作用；通过MeRIP-seq和代谢组测序并结合RIP、MeRIP-qPCR、mRNA稳定性检测、seahorse实验、Co-IP等实验，阐明了METTL3促进LATS1 m6A修饰从而下调了LATS1在乳腺癌中的表达使得Hippo-YAP/TAZ信号通路失活导致乳腺癌增殖和代谢异常的分子机制以及肿瘤糖酵解代谢相关的其他可能调控机制；通过组织芯片、临床组织样本及病例资料分析，揭示了METTL3的表达与侵袭性乳腺癌的预后呈负相关。.通过本项目研究可总结出如下结果：在侵袭性乳腺癌细胞中METTL3显著高表达且与病人的预后呈负相关，过表达的METTL3介导了LATS1 mRNA多个位点m6A修饰水平升高，修饰后的mRNA受YTHDF2识别，使LATS1 mRNA稳定性下降从而使得LATS1蛋白表达降低，由此促进侵袭性乳腺癌细胞的生存、增殖、侵袭和糖酵解过程。此外，本项目在实施过程中还发现了在乳腺癌糖酵解代谢中发挥重要作用的miR-1185-2-3p-GOLPH3L-SERPINE1调控机制并研发出一种可用于荧光成像引导的肿瘤光动力治疗的新型光敏剂。.通过本项目的实施，揭示了m6A甲基转移酶METTL3在不同分型乳腺癌中的表达情况，阐明了METTL3高表达促进了LATS1 mRNA的m6A修饰水平，修饰后的mRNA被YTHDF2识别并降解，从而导致LATS1表达下降，Hippo通路失活，增强了乳腺癌细胞的生存、增殖、侵袭和糖酵解等生物学过程，为乳腺癌的实验室和临床研究提供新思路和依据。