m6A 修饰的 BFSP1 通过上调 TMOD4 诱导有氧糖酵解促进肝癌生长和转移：肝癌治疗的新潜在策略

《Molecular Biomedicine》：M6A-modified BFSP1 induces aerobic glycolysis to promote liver cancer growth and metastasis through upregulating tropomodulin 4

为探究 m6A 修饰的 BFSP1 在肝癌中的作用，研究人员开展相关研究，发现其促进肝癌进展，为肝癌治疗提供新策略。

　　肝癌，作为一种原发性恶性肿瘤，严重威胁着人类健康，在全球范围内，它占原发性肝癌病例的 80% 以上，还是癌症相关死亡的第二大主因。当前，尽管有手术切除、靶向治疗等多种治疗手段，但治疗效果仍不尽人意。因此，深入探究肝癌发病和转移的潜在机制，对早期诊断和干预意义重大。

在众多与癌症相关的研究方向中，RNA N⁶- 甲基腺苷（m⁶A）修饰成为焦点。m⁶A 是真核生物中常见的 RNA 修饰，其异常调节与癌症进展紧密相连。有氧糖酵解作为癌细胞获取能量的主要方式，也在癌症发展中扮演着重要角色。此前研究发现，串珠丝结构蛋白 1（BFSP1）是肝癌中与 m⁶A 相关的基因，但 m⁶A 修饰的 BFSP1 对有氧糖酵解的影响以及在肝癌进展中的调控机制尚不明确。

基于此，西安交通大学第二附属医院的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《Molecular Biomedicine》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。他们收集了 30 例肝癌患者的样本（这些患者经组织学确诊为肝癌，接受了手术切除，且临床和随访数据完整等），还培养了多种细胞系，包括人肝永生化细胞系 THLE-2 和肝癌细胞系 HepG2、Hep3B、SNU-449、MHCC97-H 等。实验中运用了细胞转染技术，将构建的 sh-METTL3、sh-YTHDF1、sh-BFSP1、sh-TMOD4 等载体转入肝癌细胞。此外，qPCR、Western blotting 用于检测基因和蛋白表达水平，Co-IP 分析、免疫荧光染色探究蛋白间相互作用，ECAR 和 OCR 分析评估细胞代谢，还有 MeRIP-qPCR、RIP 分析等用于研究 m⁶A 修饰相关机制，最后构建裸鼠异种移植瘤模型进行体内实验。

下面来看看具体的研究结果：

1. BFSP1 在肝癌中上调：研究人员分析了肝癌组织和细胞中 BFSP1 的表达水平，发现其在肝癌组织和细胞系中均上调。而且，BFSP1 高表达的患者预后较差。这表明 BFSP1 与肝癌的发生发展存在关联。
2. BFSP1 影响肝癌细胞的有氧糖酵解：通过构建 sh-BFSP1 和 pcDNA-BFSP1 载体并转染肝癌细胞，研究发现敲低 BFSP1 会降低肝癌细胞的细胞外酸化率（ECAR）、增加耗氧率（OCR），减少丙酮酸、乳酸含量，降低己糖激酶 2（HK2）、磷酸果糖激酶 1（PFK1）、丙酮酸激酶 M2（PKM2）的活性以及葡萄糖摄取，抑制糖酵解相关蛋白表达，抑制细胞活力和侵袭能力；而过表达 BFSP1 则产生相反效果。这说明 BFSP1 具有促进肝癌细胞恶性表型的潜力。
3. BFSP1 与 TMOD4 相互作用并促进其表达：免疫荧光、Co-IP 和 GST pull down 分析表明，BFSP1 与原肌球调节蛋白 4（TMOD4）在细胞质中共定位且直接相互作用。同时，TMOD4 在肝癌患者肿瘤组织和细胞系中也上调，并且 BFSP1 和 TMOD4 相互促进表达。
4. TMOD4 敲低逆转 BFSP1 过表达对肝癌细胞的影响：将 pcDNA-BFSP1 和 / 或 sh-TMOD4 转染到肝癌细胞中，结果显示 TMOD4 敲低可逆转 BFSP1 过表达对有氧糖酵解、细胞活力和侵袭能力的促进作用。这进一步证实了 BFSP1 通过与 TMOD4 相互作用诱导有氧糖酵解并促进肝癌细胞侵袭。
5. METTL3 通过 m⁶A 修饰上调 BFSP1 表达：预测和实验结果表明，BFSP1 mRNA 存在多个 m⁶A 修饰位点，甲基转移酶样 3（METTL3）与 BFSP1 表达正相关，且能结合 BFSP1 mRNA，敲低 METTL3 会抑制 BFSP1 mRNA 表达和总 RNA 的 m⁶A 水平。此外，YTH 结构域家族蛋白 1（YTHDF1）与 BFSP1 结合，敲低 YTHDF1 会抑制 BFSP1 表达。这说明 METTL3 通过 YTHDF1 依赖的方式诱导 BFSP1 m⁶A 修饰，促进其转录。
6. METTL3 增强 BFSP1 稳定性并促进肝癌细胞的有氧糖酵解和侵袭：实验表明，敲低 METTL3 或 YTHDF1 会缩短 BFSP1 mRNA 的半衰期。过表达 METTL3 和 YTHDF1 会促进肝癌细胞的 ECAR 水平、降低 OCR 水平，敲低 BFSP1 则可逆转这些效果。这表明 METTL3 介导的 BFSP1 mRNA m⁶A 修饰通过 YTHDF1 依赖的方式增强 BFSP1 稳定性，促进肝癌细胞的有氧糖酵解和侵袭。
7. METTL3 通过激活有氧糖酵解诱导肝癌细胞的活力和侵袭：使用 2 - 脱氧葡萄糖（2-DG）处理发现，其可减弱 BFSP1 或 METTL3 过表达对有氧糖酵解的促进作用，以及对细胞活力和侵袭能力的影响。这说明 METTL3 通过激活有氧糖酵解诱导肝癌细胞的活力和侵袭。
8. METTL3 促进肝癌的进展和转移：在裸鼠体内实验中，过表达 METTL3 会促进肝癌细胞在小鼠体内的肿瘤生长和肺转移，敲低 BFSP1 则可逆转这些效果。这表明 METTL3 通过上调 BFSP1 的 m⁶A 水平加速肝癌的恶性进展和肺转移。

综合研究结果和讨论部分，此次研究发现 BFSP1 在肝癌中上调，它与 TMOD4 共同影响肝癌细胞的活力、侵袭和有氧糖酵解。METTL3 以 YTHDF1 依赖的方式增强 BFSP1 mRNA 的稳定性，促进肝癌细胞的有氧糖酵解。体内实验也证实了 METTL3 通过上调 BFSP1 的 m⁶A 修饰促进小鼠肝癌肿瘤生长。虽然该研究存在一定局限性，如仅在细胞和肝癌异种移植模型中验证，BFSP1/TMOD4 轴作为临床指标还需进一步验证等，但它仍为揭示 BFSP1 调节肝癌进展和转移的分子机制提供了新视角，表明 BFSP1 在肝癌治疗中可能具有潜在价值，为未来肝癌研究提供了新的思路和方向。