FTO通过m6A RNA去甲基化调控NF-kB通路引起肾癌生物学行为变化的机制研究

m6A methylation of RNA is a reversible and dynamic RNA epigenetic modification. The fat mass- and obesity-associated protein (FTO) is the first RNA demethylase found for m6A and is associated with tumor development and progression. Our previous experiments showed that FTO is overexpressed in high grade renal cell carcinoma (RCC) and can predict patient outcome. FTO knock out resulted in cell-cycle regulation, apoptosis, reduced proliferation and invasion, and enhanced RNA methylation in RCC cell line. RNA-seq revealed that FTO knockdown resulted in alteration of the nuclear factor-kappa B (NF-kB) pathway. However, the molecular mechanism of FTO in the pathogenesis and progression of RCC is still unknown, we hypotheses that it is due to FTO’s RNA demethylation function. Hence we wanted to start this research to:1) reveal the inner link between FTO and renal cell carcinoma by tissue based, cellular based, and in vivo experiments,2) look into the inside mechanisms of how FTO alters gene expression through RNA demethylation,3)discover the therapeutic value of RNA methylation in RCC. The expected results of this study will lay a foundation for uncovering the mechanism of RCC and developing new therapeutic strategies.

mRNA的N6-甲基腺嘌呤（m6A）甲基化是一种可逆的RNA表观遗传修饰方法。FTO是一个m6A去甲基化酶，已知它和肿瘤的发生发展密切相关。我们的前期研究发现FTO在高级别肾癌中过表达，并与患者预后直接相关。阻断FTO可抑制肾癌细胞增殖、侵袭，改变细胞周期，促进凋亡，并明显增强细胞总体RNA甲基化状态。转录组测序提示FTO可能通过调控NF-kB通路引起肾癌细胞生物学行为改变。然而FTO调控基因通路及影响肾癌进展的具体机制还不清楚，我们推测这与FTO的RNA去甲基化功能存在密切联系。因此本研究拟以肾癌为研究对象，分别通过临床样本、肾癌细胞模型及小鼠模型揭示FTO在肾癌发生发展中的作用；通过多种手段探寻FTO通过RNA去甲基化调控相关基因表达的具体机制；观察RNA去甲基化调控在肾癌治疗中的价值。本研究有望为肾癌进展机制及开发新的治疗策略提供理论依据。

肾癌占所有成人恶性肿瘤的3%-4%，是我国常见的泌尿系统恶性肿瘤。本项目围绕肾癌的RNA甲基化表观遗传学表现、肾癌的遗传倾向、肾癌与肾周肿瘤微环境的相互关系进行了阐述。1）本研究首先研究了FTO及YTHDF1如何通过其影响RNA甲基化的功能影响肾癌的增殖、侵袭、转移。研究发现调控RNA甲基化相关基因可以明显影响肾癌细胞的生物学行为，同时其表达量异常与肾癌患者的预后相关。2）其次，本研究使用FAI量化了肾周脂肪的炎症和脂质质量，发现FAI可以很好的展现肾周肿瘤微环境的炎症状态以及免疫细胞浸润状态，同时FAI也可以很好的预示肾癌患者的预后以及对于靶向治疗的疗效。3）遗传方面，本研究对190名连续的年轻肾肿瘤患者进行了23个已知的和可能与肾肿瘤相关的基因测序。测序一共发现145个SNV和24个indel。经过生物信息分析，发现19个确定的病理突变，其中包括了VHL, FH, FLCN, TSC1,TSC2,PBRM1等肾癌常见的突变，以及BRCA2, BAP1, BRCA1等既往不认为与肾癌关系密切的基因突变。这些研究结果为我们解释肾癌的发生因素、肾癌的遗传倾向、肾癌的遗传咨询有一定的帮助。研究期间在国际重要专业杂志上发表高影响因子论文2篇（一篇影响因子17分，一篇影响因子6分）。另完成一篇文章的撰写，目前处于修回状态。此外，后续的实验仍在进行当中。期间培养博士研究生1名，硕士研究生1名。