碳黑纳米颗粒通过m6A修饰的circDCP2调控PI3K-AKT通路和巨噬细胞稳态促进肺癌发生

研究团队针对碳黑纳米颗粒(CBNP)暴露导致肺癌风险升高的环境健康问题，通过构建慢性暴露模型，发现circDCP2通过m6A修饰与HnRNPA2B1/IGF2BP3互作，激活PI3K-AKT通路并诱导M2型巨噬细胞极化，揭示了CBNP致癌的表观遗传新机制，为肺癌诊断和治疗提供了潜在靶点。

　　

论文解读：

在工业化进程加速的今天，碳黑纳米颗粒(CBNP)作为印刷油墨、塑料等产品的添加剂，以及野火和烟草燃烧的副产物，已成为威胁呼吸健康的重要环境污染物。国际癌症研究机构(IARC)早在2006年就将碳黑列为2B类致癌物，流行病学研究也证实长期暴露会显著增加肺癌风险。然而，这种直径仅20-30纳米的颗粒如何诱发细胞恶性转化的分子机制，尤其是表观遗传调控的作用，始终是环境毒理学领域的未解之谜。

广州医科大学公共卫生学院的研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表的研究，首次揭示了环状RNA circDCP2作为CBNP致癌的关键媒介。通过建立长达270天的BEAS-2B人支气管上皮细胞慢性暴露模型和53周的小鼠肺部暴露模型，研究人员发现CBNP能以时间依赖的方式诱导细胞恶性转化，表现为DNA损伤标志γ-H2AX增加、迁移侵袭能力增强，并在裸鼠体内形成明显肿瘤。全转录组测序锁定circDCP2作为关键分子，其在肺癌组织和CBNP转化细胞中特异性高表达，且具有典型的环状结构特征——能抵抗RNase R消化，半衰期长于线性RNA。

关键技术方法包括：1）建立CBNP慢性暴露的细胞和小鼠模型；2）circRNA测序和mRNA测序筛选差异表达分子；3）RNA pulldown联合质谱鉴定互作蛋白；4）甲基化RNA免疫沉淀(MeRIP)分析m⁶A修饰；5）体内外功能实验验证致癌表型；6）临床样本验证（7对肺癌及癌旁组织）。

circDCP2促进肿瘤恶性表型

通过构建circDCP2过表达和敲低细胞系，研究发现其能显著增强细胞增殖、迁移和侵袭能力。裸鼠成瘤实验显示，circDCP2过表达使肿瘤体积增大2.1倍，Ki67阳性率提高68%，而敲低则产生相反效果。临床样本中，circDCP2在肺癌组织的荧光信号强度是正常组织的3.2倍。

m⁶A修饰介导的分子机制

RNA pulldown和质谱鉴定发现circDCP2与m⁶A阅读蛋白HnRNPA2B1和IGF2BP3直接结合。突变m⁶A位点或敲低甲基转移酶WTAP会破坏这些相互作用，证实修饰依赖性。其中HnRNPA2B1通过RRM2结构域与circDCP2的P1区结合，进而稳定细胞周期蛋白CCND1的mRNA，激活PI3K-AKT信号通路。

免疫微环境重塑

circDCP2过表达细胞分泌的CCL2、CCL5等细胞因子增加2.4-3.8倍，通过IGF2BP3激活JAK-STAT通路，诱导THP-1巨噬细胞向M2型极化（CD206⁺细胞比例增加47%）。动物实验显示，circDCP2高表达肿瘤中F4/80⁺CD206⁺巨噬细胞浸润增加3.1倍。

这项研究首次阐明环境污染物通过m⁶A修饰的circRNA双重调控肿瘤细胞内在信号和免疫微环境的致癌机制。circDCP2作为分子支架，一方面通过HnRNPA2B1-CCND1-PI3K/AKT轴驱动恶性转化，另一方面经IGF2BP3-JAK-STAT通路促进免疫抑制，为环境相关肺癌提供了新型诊断标志物（如circDCP2液体活检）和潜在治疗靶点（如靶向m⁶A修饰或巨噬细胞重编程）。研究创新性地将纳米毒理学与表观转录组学结合，为理解环境-基因互作提供了新范式。