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《自然·癌癥》：中國科學家發現“癌王”對“合成致死”敏感的標志！

健康知識養生常識

*僅供醫學專業人士閱讀參考
作為最常見的RNA修飾之一 ， RNA腺嘌呤堿基在氮6位置的甲基化（簡稱m6A）自2011年重新進入科研人員視野以來 ， 其研究熱度一直不減[1] 。 而作為第二個被發現的RNAm6A甲基轉移酶[2-3] ， METTL16最近也成為了生命科學的研究熱點[4-5] 。
近日 ， 由美國妙佑醫療國際（MayoClinic）腫瘤科的樓振昆、上海同濟大學醫學院的袁健 ， 以及華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院的陶凱雄領銜的研究團隊 ， 在《自然·癌癥》雜志上發表關于METTL16功能的最新研究成果[6] 。
他們發現 ， METTL16能夠通過其結合的RNA ， 以一種不依賴于其甲基轉移酶功能的方式 ， 和同源重組修復關鍵酶MRE11相互作用并抑制其核酸外切酶活性 ， 進而抑制DNA的同源重組修復 。 在DNA損傷的情況下 ， METTL16可以被ATM激酶磷酸化 ， 導致其構象變化 ， RNA結合能力下降 ， 進而導致MER11不再受到METTL16的抑制 。
反映到疾病模型中 ， 比如胰腺癌 ， 他們發現過表達METTL16能提高胰腺癌細胞對PARP抑制劑奧拉帕利的敏感性 ， 特別是在與化療藥吉西他濱聯合使用的情況下 。
奧拉帕利在同源重組缺陷型胰腺癌中已獲美國FDA批準[7] 。 但是 ， 僅有大約10%的胰腺癌患者帶有同源重組缺陷型突變 ， 大部分胰腺癌患者都無緣該療法 。 因此 ， METTL16具有抑制DNA同源重組修復功能的這一發現 ， 對PARP抑制劑在不帶有同源重組缺陷型突變的胰腺癌患者中的使用具有重要意義 。
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接下來 ， 就讓我們來看看樓振昆、袁健 ， 以及陶凱雄團隊是如何展開這項研究的 。
受啟發于有關RNAm6A修飾在DNA修復功能方面的研究[8-9] ， 研究人員決定探索m6A修飾酶（METTL3-METTL14 ， METTL16）在胰腺癌DNA損傷中扮演的角色 。
通過對胰腺癌組織微陣列樣本中DNA雙鏈斷裂（DSB）的水平和METTL3-METTL14 ， METTL16的表達水平進行分析 ， 研究人員發現 ， 高表達METTL16的樣本中DSB水平較高 。 另外 ， DSB修復報告系統（DR-GFP/EJ5-GFP）的結果顯示 ， 在HEK293T細胞中敲低METTL16可以顯著增加同源重組（HDR）介導的DNA修復效率 。 考慮到METTL16對DNA損傷修復功能的影響尚未有報道 ， 研究人員決定對其進行進一步探索 。
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胰腺癌組織中METTL16表達水平與DSB水平呈正相關
研究人員首先構建了敲除METTL16和敲除后重新表達METTL16的細胞系 ， 并對輻射誘導產生的DSB水平進行評估 。
結果顯示 ， 輻射處理細胞8小時后 ， 與野生型細胞相比 ， METTL16缺陷型（KO）細胞中的γ-H2AX（DSB標志物）染色水平明顯降低 。 同時 ， 輻射處理4小時后 ， KO的DNA拖尾現象與野生型相比有明顯改善 。 而重新表達METTL16后 ， γ-H2AX水平和DNA拖尾現象的變化都被逆轉了 。
這些結果說明 ， METTL16對DNA修復有抑制作用 。
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敲除METTL16可以增強DNA修復 ， 降低DSB水平
蛋白序列分析結果顯示 ， METTL16存在著兩個潛在的ATM/ATR（DNA修復相關激酶）磷酸化位點（Ser419和Ser455） 。 因此 ， 研究人員猜測METTL16可能受ATM/ATR調控 。 結果確實如此 。 通過對這兩個位點的磷酸化狀態進行分析、構建位點突變模型等方法 ， 研究者們發現ATM可以磷酸化METTL16上Ser419位點 ， 而這會降低其對HDR的抑制作用 。
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ATM可以通過磷酸化METTL16來弱化其對HR修復的抑制作用
HDR修復DNA雙鏈斷裂主要有三大步驟 ， 鏈末端切除（endresection）、3’-單鏈入侵同源模板鏈（strandinvasion）、Holliday結的分解（resolutionofHollidayJunction） 。 那么 ， METTL16會影響HDR的哪個步驟呢？