METTL3靶向修饰miR-205/Zeb-1调控胰腺癌转移的作用机制研究

Epigenetic regulation plays a crucial role in pancreatic cancer metastasis. Modification of RNA by methylation at adenosine (m6A) constitutes a novel regulatory mechanism at epigenetic level. This molecular mechanism is under intense study in malignancy. Our preliminary results showed that METTL3, a critical factor in m6A modification, positively correlated with overall survival of pancreatic cancer patients. Further screening of its downstream molecules revealed miR-205 as a potential target. Importantly, miR-205 is responsible for regulation of Zeb-1, which is associated with invasion and metastasis of pancreatic cancer. Accordingly, we postulate that METTL3 regulates pancreatic cancer progression and metastasis through modulating miR-205 methylation and downstream Zeb-1. This project plans to initially interrogate the clinical significance of METTL3. Then, the role of METTL3 in metastasis is determined by in vitro functional assay and in vivo animal experiments. Finally, the mechanism of miR-205/Zeb-1 in mediating the effect of METTL3 and m6A modification is explored. This study for the first time evaluates the impact of m6A modification mediated by METTL3 in pancreatic cancer metastasis and is expected to provide new clue for therapeutic strategy.

表观遗传调控在胰腺癌转移中扮演关键角色。RNA腺嘌呤甲基化修饰（m6A）是一种新发现的表观调控机制，其在恶性肿瘤中的作用是目前的研究热点。我们前期证实调控m6A修饰的主要分子METTL3其在胰腺癌的表达水平与患者预后密切相关，进一步芯片筛选METTL3下游甲基化修饰的靶分子发现miR-205可能是潜在靶点，而miR-205是调控促肿瘤上皮间质化转录因子Zeb-1的主要上游分子。基于此，我们推测METTL3可以通过诱导miR-205发生m6A修饰来调控miR-205/Zeb-1信号作用进而影响胰腺癌转移。本项目拟从临床样本为切入点，借助多种动物模型来明确METTL3对胰腺癌转移的作用，并通过体外实验探讨miR-205/Zeb-1介导METTL3调控转移的“桥梁”作用。该课题首次探讨METTL3介导的m6A修饰对胰腺癌转移的影响，可能为胰腺癌的诊治提供新的策略。

胰腺癌预后极差，肿瘤转移是导致患者死亡的最主要原因。表观遗传调控在胰腺癌转移中扮演关键角色。RNA腺嘌呤甲基化修饰（m6A）是一种新发现的表观调控机制，其在恶性肿瘤中的作用是目前的研究热点。本课题针对METTL3在胰腺癌转移中的作用进行了相关的研究。基于156例胰腺癌组织芯片免疫组化染色，发生人胰腺癌METTL3呈高表达，并且与患者预后呈负相关。利用shRNA构建METTL3稳定敲降的人胰腺癌细胞系PANC-1与MIA PaCa-2，体外试验显示METTL3敲降后细胞的侵袭能力显著降低。在体小鼠尾静脉注射癌细胞结果显示METTL3敲降后胰腺癌细胞肺转移发生显著减少。Merip-seq分析证实PANC-1细胞在METTL3敲降后m6A整体下降，其中修饰在基因位置分布中3’UTR与终止子附件明显降低。Merip-seq联合RNA-seq分析显示205个基因存在m6A Peak下降同时RNA表达有显著差异，其中包括Sox9、Zeb1等与胰腺癌发生发展密切相关的基因，METTL3介导的m6A修饰下游分子也有miR-205。在自发胰腺癌基因工程小鼠模型的基础上敲除METTL3，结果显示敲除METTL3后显著抑制胰腺癌远处器官转移的发生。本部分研究结果证实METTL3在胰腺癌中发挥促癌作用，参与介导胰腺癌转移的发生，是预测胰腺癌预后的潜在标志物。目前METTL3在许多肿瘤中都发现具有促癌作用，已有研究开发出针对METTL3的靶向抑制剂。本课题组将进一步研究靶向抑制METTL3在胰腺癌动物模型中的治疗作用。此外，本课题组以细胞表面波形蛋白（CSV）为标志物，利用基于微流体芯片的系统捕获胰腺癌间质表型循环肿瘤细胞（CTCs），证实相比传统上皮标志物可以更有效地检出CTCs，检出率达到76%。CSV阳性CTCs与肿瘤转移负荷、化疗疗效、患者预后也呈显著相关。这些结果提示基于微流体芯片的CSV阳性CTCs检测可以作为临床胰腺癌诊治的特异肿瘤标志物。利用该检测平台，我们也发现METTL3高表达胰腺癌患者中CSV阳性CTCs检出率高于METTL3低表达患者。成功实现cfDNA全基因组测序评估拷贝数变异分析和肿瘤负荷的新技术，代替肿瘤组织更加全面反映胰腺癌基因组拷贝数变异特征，解析胰腺癌转移过程中的特征性基因组变异和克隆演变。