王朔，柯炜炜，卢再鸣
（中国医科大学附属盛京医院放射科，沈阳 110004）
原发性肝癌居癌症发病率第四位［1-2］，是全球仅次于胰腺癌的第二大癌症死亡原因［3］。其中，肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是肝脏最常见的原发性恶性肿瘤，约占所有原发性肝癌的90%［4］。HCC的主要危险因素包括乙型肝炎病毒，丙型肝炎病毒，酗酒，肥胖，黄曲霉毒素感染等［5-6］。HCC患者诊断时常为晚期，中位生存期不超过2年，且HCC患者术后的肿瘤复发率和转移率高，因此总体预后较差，5年生存率低，严重威胁人们的生命健康［7-8］。
N6-甲基腺苷（N6-methyladenosine，m6A）于1974年被发现［9］，是一种可逆的转录后修饰 。m6A作为真核细胞最普遍的RNA甲基化修饰［10］，占甲基化核糖核苷酸的50%，可影响信使RNA（messenger RNA，mRNA）的加工、转运、翻译、降解等［11］。转录物的修饰水平由甲基转移酶、结合蛋白和去甲基化酶动态调节。甲基转移酶包括甲基转移酶3（methyltransferase-like 3，METTL3），甲基转移酶14（methyltransferase-like 4，METTL14），病毒样甲基转移酶相关蛋白（vir-like m6A methyltransferase associated protein，KIAA1429/VIRMA），核糖核酸结合蛋白15（ribonucleic acid binding motif protein 15，RBM15），肾母细胞瘤1相关蛋白（Wilms’ tumor 1-associating protein，WTAP），含有CCCH型锌指结构域的蛋白13（zinc finger CCCH-type containing 13，ZC3H13）等。结合蛋白包括异构核核糖核蛋白（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein，HNRNP）和YT521-B同源性（YT521-B homology，YTH）结构域家族成员，如YTH结构域1（YTH domain-containing 1，YTHDC1），YTHm6A结合蛋白1（YTH N6-methyladenosine RNA binding protein 1，YTHDF1）等。去甲基化酶包括ALKB同系物5（ALKB homolog 5，ALKBH5）、脂肪量和肥胖相关蛋白（fat mass and obesity-associated protein，FTO）等［12］。
m6A甲基转移酶METTL3作为多组分甲基转移酶复合物（multicomponent methyltransferase complex，MTC）的核心之一［13］，在多种肿瘤的发生发展及治疗中起重要作用。例如，METTL3可通过介导MYC基因过度表达促进前列腺癌的发展［14］。METTL3介导的分泌型肝癌衍生生长因子（hepatoma-derived growth factor，HDGF）mRNA甲基化修饰，可通过激活血管生成通路，促进胃癌的进展及转移［15］。基于生物信息学综合分析的结果显示，METTL3的表达与HCC的发病风险呈正相关，可成为预测HCC预后的基因标记。随着HCC分级的提高，METTL3的表达也逐渐升高［16］。本文对近十年来METTL3在HCC中的研究进展进行综述，系统分析METTL3在HCC发生、治疗及预后中的作用，以期为HCC的治疗提供新的思路。
HCC的发病机制复杂，与遗传学、表观遗传学和转录变化之间的相互作用均有关。METTL3可通过作用于不同靶点，调节下游调控因子的表达，进而调控肝癌的发生发展。
代谢紊乱可通过影响HCC细胞能量供应、大分子生物合、氧化还原等方式抑制HCC细胞的生长和增殖［17］。LINC00958是一种与脂肪生成相关的长链非编码RNA（long noncoding RNA，lncRNA），可通过分泌miR-3619-5p上调HDGF的表达，促进HCC的脂肪生成和进展［18-19］。有研究［18］表明，METTL3介导的m6A修饰，可通过稳定其RNA转录物上调LINC00958。此外，通过评估METTL3在100例HCC病例标本和TCGA数据集中的表达发现，HCC中METTL3的RNA和蛋白表达均显著上调。METTL3的表达与糖酵解基因的表达呈高度正相关。在Huh-7和SMMC-7721 等HCC细胞系中，下调METTL3可通过减少细胞的葡萄糖摄取和乳酸产生，抑制细胞的糖酵解能力。METTL3的下调与糖酵解抑制剂2-脱氧葡萄糖（2-deoxyglucose，2-DG）可协同抑制体外肿瘤生长［20］。另有研究［21］表明，敲除METTL3可通过降低丙酮酸脱氢酶激酶（pyruvate dehydrogenase，PDK4）降低糖酵解，从而抑制HCC和宫颈癌细胞的生长。YANG等［22］研究发现，乙肝病毒X相互作用蛋白（hepatitis B virus X-interacting protein，HBXIP）在HCC组织中上调，通过METTL3介导的缺氧诱导因 子-1α（hypoxia inducible factor-1，HIF-1α）的m6A修饰驱动HCC细胞代谢重编程，促进HCC的发生。
在HCC中，METTL3介导的m6A修饰可下调MEG3，促进HCC细胞增殖、侵袭和转移［23］。Snail是上皮-间质转化（epithelial-to-mesenchymal transition，EMT）的关键转录因子。METTL3可通过SUMO1化增加Snail的表达，促进HCC的迁移和侵袭［24-25］。细胞因子信号抑制因子2（suppressor of cytokine signaling 2，SOCS2）是细胞因子信号抑制（suppressor of cytokine signaling，SOCS）家族成员之一，具有抑癌作用。转录组测序m6A-seq和m6A MeRIP qRT-PCR结果显示，SOCS2为METTL3下游目标，在细胞因子信号抑制中起重要作用。METTL3通过m6A-YTHDF2依赖途径降低SOCS2mRNA的稳定性，进而促进HCC细胞增殖和转移［16］。血管生成拟态（vasculogenic mimicry，VM）与经典肿瘤血管生成途径不同，是不依赖机体内皮细胞的全新肿瘤微循环模式［26］。QIAO等［27］研究发现，HCC组织中METTL3与VM呈正相关。对METTL3基因敲除的3D培养细胞的转录组测序分析结果显示，m6A通过Hippo途径介导VM形成，促进HCC的增殖、侵袭和转移。METTL3和胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白2（insulin-like growth factor 2 mRNA binding protein 2，IGF2BP2）是m6A信号通路中的关键基因，在HCC组织中均处于上调状态。机制研究［28］表明，METTL3-IGF2BP2通过增强瓣状核酸内切酶（flap endonuclease，FEN1）的表达，促进HCC增殖。综上可知，METTL3通过作用于EMT、VM、FEN1等多种信号通路，促进HCC的发生发展。
近年来，随着METTL3的研究不断深入，越来越多的METTL3作用通路成为研究治疗HCC的新靶点。例如，在研究METTL3与糖代谢的关系时，研究者首次阐明下调METTL3的表达可以抑制糖酵解，而这一途径可成为对抗HCC的潜在治疗策略［20］。FEN1作为IGF2BP2的下游靶点，在肺癌、胃癌、乳腺癌等多种癌症中表达均处于上调状态［29-31］。因此，在IGF2BP2的研究中，研究者认为METTL3-IGF2BP2-FEN1轴可作为潜在的HCC治疗靶点［28］。免疫系统在HCC发生中起重要作用［32］。HCC细胞中METTL3低表达可增加免疫细胞浸润，从而增强抗肿瘤免疫应答［33］。由于炎症亚型的免疫检查点通路的激活和上调，免疫炎症表型的患者更可能受益于免疫治疗［34］。METTL3与其他肿瘤免疫治疗也密切相关。例如，METTL3缺陷型肿瘤，通过抗程序性细胞死亡蛋白（programmed cell death-1，PD-1）抗体治疗，减缓CT26结直肠癌和B16黑色素瘤小鼠的肿瘤生长［35］。在人索拉非尼耐药的HCC细胞中，METTL3显著下调。在培养的HCC细胞中，METTL3可促进索拉非尼耐药和血管生成基因的表达，并激活自噬相关途径。机制研究［36］表明，METTL3可以通过下调FOXO3提高HCC对索拉非尼的耐药性。
近年来，越来越多的学者通过分析数据和构建模型，研究m6A相关基因与肿瘤预后的关系，结果表明METTL3在预测HCC的预后中有重要意义。有研究［12］基于肿瘤基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）数据库，通过生物信息学分析发现，METTL3高表达的患者存活率较低。单因素和多因素Cox回归分析及受试者操作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线下面积的计算结果显示，METTL3可成为HCC预后指标。通过独立数据分析研究，METTL3和YTHDF1过表达与总生存率降低密切相关，具有独立预测HCC预后的意义［37-38］。HUANG等［39］通过建立由m6A相关基因组成的HCC预后模型，发现与正常组织相比，HCC中的METTL3等m6A基因表达存在统计学差异，并与HCC的预后明显相关。METTL3等m6A RNA甲基化调控子与HCC的世界卫生组织（World Health Organization，WHO）分期显著相关，也是总生存率的独立预后标志物，其中METTL3是HCC恶性进展的关键参与者，在预后和治疗决策方面具有潜在价值［40］。WU等［41］通过分析374例HCC患者的基因表达特征，确定预测基因并进行LASSO分析，最终开发了1种由METTL3、YTHDF2、YTHDF1、KIAA1429、ZC3H13组成的预后标志物。HCC高危患者中风险基因（METTL3、KIAA1429、YTHDF1、YTHDF2）呈高表达状态，而保护性基因ZC3H13呈低表达状态，由此可从基因水平鉴别出HCC高危的患者。
METTL3作为m6A甲基化修饰关键的调控基因，可通过介导MYC、Snail等基因的表达，激活血管生成通路等途径，在体内发挥重要作用。已有多项研究［13-14］证实，在前列腺癌、胃癌等肿瘤中，METTL3均存在异常表达。在HCC中，METTL3的表达多处于上调状态，且与HCC的病理分级呈正相关。机制研究［26］证实，METTL3在HCC的发生发展中发挥重要作用，可通过调控肿瘤微循环模式促进HCC的恶性转归。此外，METTL3在HCC中的高表达状态，也被证实可预测患者的不良预后。鉴于METTL3在HCC中的重要作用，目前已通过免疫治疗方法调控METTL3，增强PD-1等药物对HCC的疗效，或降低肝癌对索拉菲尼的耐药性，提高化疗药物的治疗。然而，目前尚无针对METTL3的靶向药物。在未来深入探究METTL3在HCC发生发展及治疗中的作用机制，开发可靶向针对METTL3的化合物，或可为HCC的治疗提供新的思路与方案。
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