PSD4的m5C甲基化通过铁死亡抵抗促进乳腺癌脑转移中的血管生成拟态

乳腺癌脑转移（BCBM）的分子机制尚不明确，尤其PSD4的m5C甲基化调控作用亟待解析。本研究揭示NSUN2通过催化位点（C271A/C321A）介导PSD4的m5C修饰，增强其mRNA稳定性及核输出，进而促进血管生成拟态（VM）和铁死亡抵抗，最终驱动BCBM进展。该发现为BCBM诊断标志物和靶向治疗提供新思路。

　　

乳腺癌脑转移（BCBM）是临床治疗的难点，患者预后极差。尽管已知遗传和表观遗传改变在转移中起关键作用，但RNA甲基化如何调控这一过程仍不清楚。尤其是一种名为PSD4（又称EFA6B）的基因，虽在乳腺癌中被发现可抑制上皮-间质转化（EMT），但其在BCBM中的功能及m⁵C（5-甲基胞嘧啶）甲基化调控机制尚未阐明。此外，血管生成拟态（VM）和铁死亡抵抗是否参与BCBM进展也缺乏直接证据。

为解决这些问题，聊城市人民医院精准医学重点实验室的研究团队在《Cellular Signalling》发表了一项突破性研究。他们发现PSD4在BCBM组织和细胞系中表达显著升高，并通过体外实验证实其过表达能促进细胞增殖、侵袭、迁移和EMT。动物实验进一步验证了PSD4对肿瘤生长和脑转移的推动作用。机制上，NSUN2作为m⁵C甲基转移酶，通过催化结构域（C271A/C321A）修饰PSD4 mRNA，增强其稳定性并促进核质转运；而YBX1作为m⁵C结合蛋白进一步稳定PSD4表达。功能研究表明，PSD4通过抑制铁死亡、降低血管通透性来促进VM形成，最终加速BCBM进程。

研究采用RNA-Seq筛选BCBM差异基因，通过qPCR和Western blot验证PSD4表达；利用细胞划痕、Transwell和CCK-8分析PSD4对迁移、侵袭和增殖的影响；构建裸鼠脑转移模型观察体内表型；结合MeRIP-seq和RIP-qPCR解析m⁵C修饰机制；采用CD31-/PAS双染色检测VM形成；通过铁离子和脂质过氧化测定评估铁死亡抵抗。

关键研究结果

1. PSD4在BCBM中高表达：RNA-Seq显示231-BR细胞（脑转移亚系）中PSD4表达较亲本MDA-MB-231细胞上调5.88倍，临床样本免疫组化证实其与不良预后相关。
2. NSUN2-YBX1轴调控PSD4甲基化：NSUN2催化位点突变（C271A/C321A）可降低PSD4的m⁵C修饰水平，而YBX1敲除会减少PSD4 mRNA结合，导致其表达下降。
3. PSD4促进VM形成：过表达PSD4的细胞在三维培养中形成更多PAS⁺管道结构，且血管通透性降低，提示VM增强。
4. 铁死亡抵抗是关键机制：PSD4通过调节GPX4和ACSL4表达抑制脂质过氧化，减少铁死亡，从而维持VM结构和转移能力。

这项研究首次阐明PSD4通过m⁵C甲基化依赖的机制促进BCBM，揭示了NSUN2-YBX1-PSD4轴在VM和铁死亡抵抗中的核心作用。不仅为BCBM提供了新的诊断标志物，还为开发靶向RNA甲基化的治疗策略奠定理论基础。例如，抑制NSUN2催化活性或阻断YBX1-PSD4相互作用可能成为延缓脑转移的新途径。此外，该研究将VM与铁死亡联系起来，拓展了对肿瘤微环境适应机制的认识，为跨领域联合治疗提供了科学依据。