ZCCHC4介导的28S rRNA m6A甲基化通过SLC7A11调控小细胞肺癌铁死亡和化疗耐药的机制研究
批准号:
82103011
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:
卢志亮
依托单位:
学科分类:
肿瘤治疗抵抗
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
卢志亮
中文摘要
化疗耐药一直以来都是小细胞肺癌(SCLC)治疗失败的主要原因,导致SCLC五年总生存率只有7%左右。近年研究发现m6A甲基化修饰和铁死亡在肿瘤化疗耐药过程中均扮演重要角色,但二者之间是否存在调控关系,以及其在SCLC化疗耐药过程中的功能和分子机制尚没有报道。本项目前期聚焦m6A甲基化修饰相关基因,首次发现m6A甲基转移酶ZCCHC4在SCLC组织和化疗耐药的细胞株中显著高表达并可降低SCLC细胞对一线化疗药物顺铂和依托泊苷的敏感性;初步机制探索发现ZCCHC4介导的28S rRNA m6A甲基化可促进铁死亡通路关键蛋白SLC7A11翻译。本项目拟在前期研究基础上进一步揭示ZCCHC4调控SCLC铁死亡通路活性和化疗耐药的分子机制,明确化疗耐药SCLC细胞中ZCCHC4表达上调的上游调控关系,探索ZCCHC4及相关基因作为诊疗靶点的临床应用潜力,为化疗耐药的SCLC的治疗提供新的思路。
英文摘要
Chemotherapy resistance has long been the main reason for treatment failure in small cell lung cancer (SCLC), resulting in an overall five-year survival rate of only about 7% in SCLC. Recent studies have found that N6-methyladenosine (m6A) modification and ferroptosis play important roles in chemoresistance, but whether there is a crosstalk between them, and their functions and molecular mechanisms in SCLC chemoresistance have not been reported. In this project, we focused on m6A methylation modification-related genes and found for the first time that m6A methyltransferase ZCCHC4 was significantly overexpressed in SCLC tissues and chemo-resistant cell clones and reduced the sensitivity of SCLC cells to first-line chemotherapeutic drugs cisplatin and etoposide; further preliminary mechanistic exploration revealed that ZCCHC4-mediated 28S rRNA m6A methylation promotes the translation of SLC7A11, a key protein of the ferroptosis pathway. This project aims to further reveal the molecular mechanism of ZCCHC4 on ferroptosis pathway activity and chemoresistance of SCLC based on previous studies, to clarify the upstream regulation of ZCCHC4 expression in chemo-resistant SCLC cells, and to explore the clinical application potential of ZCCHC4 and related genes as therapeutic targets, which may provide new perspective for the treatment of SCLC.
小细胞肺癌(SCLC)是一种极具侵袭性的肺癌亚型,约占所有肺癌病例的15%,其五年生存率仅为7%。化疗耐药性是SCLC治疗中的主要障碍,尽管大多数患者在治疗初期对化疗有良好反应,但耐药性的产生几乎是不可避免的。解析SCLC化疗耐药的分子机制,对于克服治疗挑战和改善患者预后具有至关重要的意义。近期研究指出,m6A甲基化修饰和铁死亡在肿瘤化疗耐药中扮演重要角色,但这两者之间的相互作用及其在SCLC耐药中的具体作用尚不明确。.在本研究中,我们首次发现m6A甲基转移酶ZCCHC4在SCLC组织及化疗耐药细胞系中显著上调,且其高表达与SCLC细胞对顺铂和依托泊苷的敏感性降低密切相关。进一步研究揭示,ZCCHC4介导的28S rRNA m6A甲基化修饰能够促进铁死亡途径关键蛋白SLC7A11的翻译,这表明ZCCHC4可能通过调节铁死亡途径参与化疗耐药过程。利用MeRIP-qPCR技术,我们检测了28S rRNA的m6A甲基化水平,并结合polysome profiling、RNA测序和蛋白质谱分析,深入探讨了ZCCHC4对蛋白质翻译的调控作用。研究结果显示,ZCCHC4的敲降显著降低了28S rRNA的m6A甲基化水平,而野生型ZCCHC4的过表达则增加了这一修饰水平。此外,我们发现SLC7A11是ZCCHC4调控的关键靶标。通过RT-qPCR和Western blot实验,我们证实了ZCCHC4通过调节28S rRNA的m6A修饰来促进SLC7A11蛋白的翻译,而不影响其mRNA的表达水平。功能实验进一步表明,抑制ZCCHC4的表达能够提高SCLC细胞对顺铂和依托泊苷的敏感性。.综上,本研究首次阐明了ZCCHC4通过调控28S rRNA m6A甲基化修饰来促进SLC7A11蛋白翻译的分子机制,为深入理解SCLC化疗耐药提供了新的科学依据,并揭示ZCCHC4有潜力成为SCLC的治疗靶标。
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