m6A甲基化通过KMT5A调控胶质母细胞瘤替莫唑胺耐药的机制研究
批准号:
82103267
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李福喜
依托单位:
学科分类:
肿瘤表观遗传
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李福喜
中文摘要
替莫唑胺(TMZ)耐药是胶质母细胞瘤(GBM)术后病情恶化及治疗失败的关键原因,因此探究TMZ耐药的调控新机制是亟待解决的问题。申请人在已发表工作证实m6A和其甲基转移酶METTL3调控GBM的发生发展。申请人最近进一步研究又发现在TMZ耐药的GBM中m6A修饰水平异常增高,敲降METTL3下调m6A可以促进GBM对TMZ的治疗敏感性,m6A修饰通过无义介导mRNA降解(NMD)调控KMT5A的表达。因此提出科学假说:胶质母细胞瘤中m6A异常增高有助于躲避NMD纠错机制,促进KMT5A的mRNA水平上调,导致GBM发生表观遗传重编程产生TMZ耐药。本项目拟阐明m6A甲基化通过NMD调控KMT5A表达的分子机理、揭示m6A通过KMT5A在胶质母细胞瘤TMZ耐药中的作用和分子机制、明确TMZ联合KMT5A抑制剂UNC0379对耐药GBM的治疗作用。本项目对改善TMZ治疗效果有着积极的临床意义。
英文摘要
Temozolomide (TMZ) resistance is the key cause of postoperative deterioration and treatment failure of glioblastoma (GBM). Therefore, the new regulatory mechanism of TMZ resistance needed to be studied urgently. The applicant has demonstrated in published work that m6A and its m6A methyltransferase METTL3 regulate the process of GBM. Recent applicant's research shows that abnormally elevated m6A modification were observed in TMZ resistant GBM, m6A modification regulates the expression of KMT5A through NMD, and thus affects the TMZ resistance of GBM. Therefore, we propose a scientific hypothesis: abnormally elevated m6A modification in TMZ resistance GBM promotes the expression of KMT5A by modulates NMD pathway, leading to epigenetic reprogramming of GBM and TMZ drug resistance. This project aims to clarify the molecular mechanism of m6A regulate the expression of KMT5A through NMD, reveal the role and mechanism of m6A in TMZ resistance GBM through regulate the expression of KMT5A, and verify the therapeutic effect of TMZ combined with KMT5A inhibitor UNC0379 on drug-resistant GBM. This study has positive clinical significance in improving the efficacy and prognosis of drug-resistant GBM patients.
本研究深入探讨了m6A RNA修饰在GBM细胞中对组蛋白修饰因子无义介导mRNA降解(NMD)的调节作用,以及这一机制如何赋予GBM细胞染色质重塑和TMZ耐药性。我们发现,在TMZ治疗后,由于EZH2/SOX4表达上调和染色质可及性增强,METTL3介导的m6A修饰水平显著增加。这一发现揭示了m6A RNA修饰在TMZ耐药性背景下的重要作用,并提示了其与组蛋白修饰之间的相互作用。尽管这种相互作用在多种生物学过程中已被观察到,但其具体机制仍大多未知。本研究进一步阐明了TMZ暴露如何导致METTL3基因座染色质可及性的变化,从而增加GBM细胞中的m6A修饰。我们鉴定出SOX4作为METTL3的转录因子,在GBM细胞中调节启动子重塑和RNA聚合酶II(Pol II)的招募,发挥着关键作用。重要的是,TMZ治疗导致组蛋白修饰因子上的m6A RNA修饰增加,这种修饰改变伴随染色质结构重塑,可导致肿瘤细胞转录可塑性的增强,从而驱动其向适应状态转变。这些“重编程”的细胞在TMZ治疗停止时可以重新扩张,或获得对TMZ的永久性耐药性。此外,我们还阐明了m6A通过防止NMD来稳定组蛋白修饰相关基因KMT5A/EZH2 mRNA的分子机制。研究发现,EZH2结合到METTL3启动子并标记H3K27ac,从而激活基因表达。EZH2不仅在胶质瘤中促进TMZ耐药性的形成,而且对胶质瘤干细胞(GSC)表型的维持至关重要。值得注意的是,我们的研究发现METTL3-EZH2形成了一个正反馈调节环,其中EZH2通过招募SOX4来促进METTL3的表达。这一发现为治疗具有异常高水平m6A修饰的TMZ耐药性GBM提供了新的策略。具体而言,我们可以考虑使用临床上可用的EZH2抑制剂和SOX4抑制剂来干预这一正反馈调节环,从而克服TMZ耐药性。综上所述,本研究揭示了m6A RNA修饰在GBM细胞TMZ耐药性中的关键作用及其分子机制,为开发新的治疗干预措施提供了理论依据和潜在靶点。
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