METTL3通过RNA m6A甲基化修饰PCDH18调控结直肠癌侵袭转移的机制研究

N6-methyladenosine (m6A), the most prevalent internal modification in mRNAs, plays critical roles in tumor development. However, its functions in colorectal cancer (CRC) remain elusive. We initially observed that METTL3, a key component of the m6A methyltransferase complex, is highly expressed in CRC tissues based on bioinformatics analysis. Furthermore, the result of MeRIP-seq showed that several m6A modification sites was found in PCDH18 mRNA stop codon. PCDH18 could regulate CRC invasion and metastasis through Wnt/β-catenin signaling pathway, which was reported by our group. Therefore, we first hypothesize that METTL3 regulates the invasion and metastasis of CRC through m6A modification of PCDH18 mRNA. QPCR and Immunohistochemistry were used to examine the expression level of METTL3 in large-scale sample size of CRC; the prognostic role of METTL3 was also calculated. Recombinant adenovirus and shRNA transfection technology were used to change the METTL3 expression in CRC cell lines and animal model combining with Luciferase and RNA Pull down in order to explore regulation mechanism of METTL3. In conclusion, the present study will shed highlight on new clues to clarify the metasistic mechanisms of CRC.

RNA m6A甲基化作为mRNA的普遍修饰，与肿瘤恶性进展密切相关，但是它在结直肠癌（CRC）中的作用机制未明。最近我们研究发现m6A甲基化转移酶METTL3在肝转移的CRC组织中表达显著上升，进一步通过MeRIP-seq测序发现PCDH18的mRNA发生m6A修饰。PCDH18被本项目组报道可调控Wnt/β-catenin信号通路影响CRC侵袭转移。因此，我们首次提出METTL3依赖m6A甲基化修饰靶基因PCDH18，进而通过Wnt/β-catenin信号通路影响CRC侵袭和转移。为了验证这一假设，我们采用qPCR和组织芯片染色等技术检测METTL3的表达，并分析其临床肿瘤学意义；分别过表达和敲低METTL3，经细胞实验和动物模型，结合荧光素酶报告基因以及RNA-Pull down等技术深入研究其机制。本项目将为揭示结直肠癌侵袭转移机制提供新思路。

N6-甲基腺苷修饰 (N6-methyladenosine,m6A) 已成为最普遍的 mRNA 转录后修饰方式，被证实与肿瘤的发生发展密切相关。然而，作为m6A修饰的关键酶——m6A 甲基转移酶3 (Methyltransferase-like 3, METTL3) 在结直肠癌 (Colorectal cancer，CRC) 中的具体功能尚不明确。本研究致力于探讨 METTL3 在 CRC 发生发展中的生物学功能及其作用机制。基于临床标本研究发现，METTL3的表达在 CRC组织、细胞系和血浆样本中均上调，且其高表达与CRC 患者的预后不良呈正相关趋势。功能研究表明，体外细胞实验中，敲低METTL3 显著抑制 CRC 细胞增殖和迁移，而METTL3的过表达在动物水平和细胞水平均加速了 CRC 肿瘤的形成和转移。机制研究进一步证实，METTL3通过靶向修饰Yippee蛋白5(Protein yippee-like 5, YPEL5)转录子编码区域中的m6A位点，以 m6A-YTHDF2 依赖性方式抑制 YPEL5。此外，YPEL5 的过表达显着降低了 CCNB1 和 PCNA 的表达。综上所述，项目组通过临床标本、细胞实验和动物实验三个维度揭示了METTL3 催化的 m6A 修饰在 CRC 肿瘤发生中起着至关重要的作用，其通过以 m6A- YTHDF2 依赖性方式抑制 YPEL5 的表达的方式来促进 CRC 肿瘤的生长和转移。这一发现为结直肠癌的诊断和治疗提供了新的策略，也为后续结直肠癌诊断试剂盒及治疗药物的研发和应用打下坚实的理论基础。