Ras家族蛋白(K-Ras、N-Ras和H-Ras)屬于小GTP酶蛋白家族成員,是第一個在人類腫瘤中被鑒定出來的緻癌基因,其由KRAS、NRAS和HRAS基因所編碼。Ras蛋白主要定位于細胞膜内側,傳遞表皮生長因子等胞外信号到細胞内,廣泛參與細胞的生長、分化及腫瘤的發生與發展。其與GTP結合時為活化狀态,而與GDP結合時則為非活化狀态。在大約三分之一的人類癌症中,Ras的單個點突變(例如G12V、G13D或Q61L)使其優先與GTP結合而持續處于活化狀态,導緻腫瘤的發生與發展。
過去幾十年,針對Ras的研究主要聚焦于其基因組突變、蛋白穩定性調控,從而影響腫瘤的分子機制。然而,RAS基因在轉錄後水平上的調控仍不清楚。表觀轉錄組學是指轉錄後的RNA調控方式。其中之一就是堿基的轉錄後修飾,由特定的RNA修飾酶介導,在基因表達調控中發揮關鍵作用。m6A是真核生物RNA上最主要的轉錄後修飾,在生理過程中起着重要作用,其失調與包括癌症在内的各種疾病相關,而RAS基因家族是否具有m6A修飾,以及m6A如何調控RAS基因的命運仍然不清楚。
2023年3月30日,bet356在线官方网站和中大醫院雙聘高山教授團隊在Proceedings of the National Academy of Sciences雜志在線發表題為Epitranscriptic Regulation of HRAS by N6-methyladenosine Drives Tumor Progression的研究論文。
該工作首先基于30例癌症病人的meRIP測序數據,構建了較為全面的差異m6A修飾基因圖譜。基于該圖譜,研究人員關注到HRAS基因在多種癌症的癌組織比癌旁組織具有更高水平的m6A修飾,但在KRAS和NRAS基因上沒有觀察到明顯的m6A修飾。進一步,研究人員鑒定到HRAS的3’非編碼區存在3個m6A修飾位點,并主要受去甲基化酶FTO調控,以及被YTHDF1蛋白閱讀從而提高H-Ras蛋白表達,促進腫瘤細胞增殖和轉移。為了明确這3個m6A修飾位點的功能,研究人員使用dCas13b-FTO和dCas13b-ALKBH5去甲基化系統,特異性去除HRAS的m6A修飾後,發現H-Ras蛋白表達受到抑制,并降低了腫瘤細胞增殖和轉移的能力(圖1)。最後,研究人員通過TCGA數據及組織芯片,發現在多種腫瘤中高表達HRAS與低表達FTO以及高表達YTHDF1具有顯著的相關性。總結來說,此項工作将HRAS的具體m6A修飾位點與腫瘤的發生發展聯系起來,為靶向Ras的治療提供新的理論基礎和策略。
bet356在线官方网站生科院聯培博士後潘永柏和bet356在线官方网站醫學院的博士後顧殷敏為該論文的共同第一作者,高山教授為該論文的通訊作者。(生科院)