导语：肾癌作为成人最常见的泌尿生殖系统癌症，其发病率在过去几十年中稳步上升，但增长的原因尚不明确。其中，透明细胞肾细胞癌（Clear Cell Renal Cell Carcinoma, ccRCC）约占所有肾癌的85%，其特征是VHL肿瘤抑制基因的失活。HL基因的失活增强了HIF2-α的稳定性，进而促进肾肿瘤的生长。尽管已有研究指出HIF2-α抑制剂在某些肾癌亚型中有效，但约50%的ccRCC病例对HIF2-α抑制剂治疗存在抗性，这凸显了识别ccRCC额外治疗靶点的重要性。
近年来，N6-甲基腺苷酸（m6A）在肾癌发生和进展中的调控作用逐渐被认识，为ccRCC提供了潜在的治疗机会，但m6A在ccRCC中的具体作用机制尚不清楚。2024年4月，The Journal of Clinical Investigation杂志发表了题为“Von Hippel Lindau tumor suppressor controls m6A-dependent gene expression in renal tumorigenesis”的研究，填补了VHL在ccRCC中m6A模式影响作用的研究空白。
研究方法
该研究是一项细胞和分子生物学研究，旨在探索VHL基因对m6A修饰及其在ccRCC发展中的作用。研究中使用了VHL基因敲除（KO）和过表达的ccRCC细胞系，通过m6A RNA免疫沉淀测序（RIP-Seq）结合RNA测序（RNA-Seq）来鉴定受VHL-m6A信号通路调控的基因。此外，通过体外实验和体内动物模型，研究了VHL-m6A调控的PIK3R3基因对肾癌细胞生长的影响。
研究结果
研究结果显示，VHL能够与m6A修饰复合体蛋白METTL3和METTL14直接相互作用，并且VHL的缺失导致m6A修饰水平下降，这与其作为E3泛素连接酶的经典角色不同。通过MeRIP-Seq和RNA-Seq的整合分析，研究团队发现了一系列受VHL-m6A信号通路调控的基因，其中PIK3R3基因的mRNA稳定性受到VHL的m6A依赖性但不依赖于HIF的方式调节。功能研究表明，PIK3R3的缺失促进了肾癌细胞的生长，而过表达则减少了肿瘤发生。机制上，VHL-m6A调控的PIK3R3通过抑制PI3K/AKT活性来抑制肿瘤生长。此外，研究还发现IGF2BP1和IGF2BP2作为主要的m6A阅读蛋白，通过识别PIK3R3 m6A并促进其mRNA稳定性，参与了VHL调控的m6A信号通路。
VHL与m6A修饰的相互作用
本研究首先发现了VHL与m6A修饰酶复合体蛋白METTL3和METTL14之间的直接相互作用。通过共免疫沉淀实验，研究者观察到VHL的敲除显著降低了m6A修饰水平，而VHL的过表达则导致m6A修饰水平上升（见图1）。这一发现揭示了VHL在m6A修饰中的调控作用，为理解ccRCC中VHL的非传统功能提供了新的视角。
VHL对m6A修饰位点的全局影响
利用m6A RNA免疫沉淀测序（MeRIP-Seq），研究者进一步探究了VHL缺失对m6A修饰位点的影响。结果显示，VHL的敲除导致了大量m6A位点的减少，这些位点主要集中在3'非翻译区，与m6A修饰影响mRNA稳定性和翻译效率的已知功能相一致（见图2）。这一结果强调了VHL在维持m6A修饰模式中的关键作用。
VHL调控PIK3R3 mRNA稳定性
研究者通过RNA测序（RNA-Seq）鉴定了VHL调控的m6A修饰对特定基因表达的影响，特别关注了PIK3R3基因。实验结果显示，VHL的敲除导致PIK3R3 mRNA稳定性下降，而过表达VHL则增强了PIK3R3 mRNA的稳定性（见图3、图4）。此外，通过荧光素酶报告基因分析，研究者证实了PIK3R3 mRNA的3'非翻译区中的m6A位点对其稳定性至关重要。
PIK3R3在ccRCC中的作用
PIK3R3的功能性研究表明，其在ccRCC中扮演着抑制肿瘤生长的角色。通过在细胞系中敲除或过表达PIK3R3，研究者观察到PIK3R3的缺失显著促进了细胞的集落形成能力，而过表达PIK3R3则抑制了肿瘤细胞的生长（见图5、图6）。此外，通过小鼠模型的体内实验，研究者发现PIK3R3的过表达显著减缓了肿瘤的进展。
图5 PIK3R3在体外抑制肿瘤生长
图6 PIK3R3在体内抑制肿瘤生长
VHL-m6A-PIK3R3轴的分子机制
研究者进一步探讨了VHL通过m6A修饰调控PIK3R3 mRNA稳定性的分子机制。发现VHL的E3泛素连接酶活性对于其调控m6A修饰至关重要，而这一过程独立于VHL的经典底物HIF-α。此外，VHL的缺失导致PIK3R3 mRNA稳定性下降，进而影响了PI3K/AKT信号通路的活性，这一发现为理解ccRCC中PI3K/AKT信号通路的调控提供了新的分子机制（见图7、图8）。
图7 PIK3R3 抑制AKT信号
图8 VHL通过上调 PIK3R3来抑制AKT信号转导
讨论与总结
这项研究揭示了VHL通过m6A修饰非经典地调控ccRCC中特定基因表达的新机制。与以往研究不同，本研究不仅发现了VHL与m6A修饰之间的直接联系，确定了PIK3R3作为VHL下游的一个关键靶基因，其mRNA稳定性受到m6A修饰的调控。这一发现为开发针对ccRCC的新治疗策略提供了可能，尤其是在HIF2-α抑制剂治疗抵抗的病例中。此外，研究还强调了IGF2BP蛋白在m6A介导的mRNA稳定性中的重要作用，这可能为未来的治疗干预提供了新靶点。
参考文献
ZHANG C, YU M, HEPPERLA AJ, et al. Von Hippel Lindau tumor suppressor controls m6A-dependent gene expression in renal tumorigenesis[J]. J Clin Invest. 2024;134(8):e175703. Published 2024 Apr 15. doi:10.1172/JCI175703
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