PRMT5介导的METTL3甲基化通过促进DNA修复机制增强卵巢癌顺铂耐药性

《Cell Reports》：PRMT5-mediated methylation of METTL3 promotes cisplatin resistance in ovarian cancer by facilitating DNA repair mechanisms

本研究揭示了PRMT5通过甲基化METTL3的R36位点（METTL3-R36me2）促进其核转位，进而激活m6A修饰和同源重组（HR）介导的DNA双链断裂修复（DSBR），最终导致卵巢癌（OC）顺铂（CDDP）耐药。作者发现MST4激酶通过磷酸化PRMT5增强其活性，而NRF2转录调控MST4表达。靶向该通路可显著提高CDDP疗效，为克服化疗耐药提供了新策略。

　　

研究背景

顺铂（CDDP）是治疗实体瘤的常用化疗药物，但耐药性严重限制其疗效。卵巢癌（OC）患者中，METTL3的核定位与CDDP耐药显著相关。METTL3作为m⁶A甲基转移酶复合体的核心组分，其功能受多种翻译后修饰（PTM）调控，但精氨酸甲基化的作用尚未明确。

关键发现

1. ?METTL3核定位与耐药性关联
   临床数据分析显示，METTL3高表达与OC患者不良预后相关。耐药细胞中，METTL3核内富集且形成DNA损伤灶，而R36位点突变（R36K）阻断其核转位，抑制m⁶A修饰。

2. ?PRMT5介导METTL3-R36me2修饰
   质谱鉴定发现PRMT5对METTL3的R36位点进行对称二甲基化（sDMA）。PRMT5抑制剂LLY-283或敲除PRMT5显著降低METTL3-R36me2水平，并削弱其与核转运蛋白importin α5的结合，导致METTL3滞留于胞质。

3. ?MST4-PRMT5-METTL3通路激活机制
   CDDP通过转录因子NRF2上调MST4表达，后者磷酸化PRMT5的S439/S463位点，增强其甲基转移酶活性及与METTL3的互作。体外实验证实，磷酸化模拟突变体PRMT5-2D可恢复耐药细胞的METTL3甲基化与核定位。

4. ?促进HR修复与耐药性
   METTL3-R36me2被招募至DNA损伤位点，促进RAD51加载，加速HR修复。敲除METTL3或PRMT5后，CDDP诱导的γ-H2AX焦点清除延迟，HR报告系统活性降低，而NHEJ途径不受影响。

5. ?靶向干预增强化疗敏感性
   PRMT5抑制剂LLY-283或METTL3抑制剂STM2457联合CDDP，可显著抑制耐药肿瘤生长，增加DNA损伤标志物γ-H2AX和凋亡信号cleaved caspase-3。临床样本分析进一步验证MST4/PRMT5/METTL3-R36me2高表达与患者预后不良正相关。

研究意义

该研究阐明了精氨酸甲基化调控METTL3功能的新机制，揭示了MST4-PRMT5-METTL3轴作为克服CDDP耐药的潜在靶点，为联合治疗策略提供了理论依据。