文献分享（9）m6A调控子在33种癌症类型中的分子特征和临床相关性

通过以上分析作者发现m6A调控子存在广泛的遗传改变，并且它们的表达水平与癌症标志相关通路的活性显著相关。此外，发现m6A调控子可能对预后分层有用，将IGF2BP3鉴定为跨多种癌症类型的潜在致癌基因。该文章的结果提供了宝贵的资源，将指导m6A调控子在癌症中的作用的机理和治疗分析。

研究表明，N 6腺苷（m6 A）的甲基化在多种生物学过程中起着关键的作用。然而，关于m6A调节因子在不同癌症类型中的分子特征以及调控机制是未知的。那么今天小编为大家带来的这篇文章就系统地分析了在33种癌症类型中m6A的调控分子机制和临床相关性。该文章于9月14日发表在Molecular Cancer杂志上，影响因子10.679。

数据来源：
（1）收集m6A调控子：

作者从最近发表的review文章中收集了20个m6A调控子，其中包括11个readers，7个writers和2个erasers并应用GeneCards，将基因符号转换成Ensemble基因ID和HGNC符号。

（2）33种癌症类型的全基因组组学数据：

作者从TCGA中获得33种癌症的组学数据集。这包括来自于TCGA MAF文件的体细胞突变数据，从Broad GDAC Firehose 下载拷贝数变异数据，从TCGA获得RNA-seq数据以及33种癌症的基因表达数据。最后作者通过R-package “TCGAbiolinks”从TCGA下载了33种癌症患者的临床信息，包括生存状态，阶段，等级，生存时间等。

（3）跨越细胞系和癌症的m6A调节因子的基因组，转录组数据

作者从Broad Institute Cancer Cell Encyclopedia（CCLE）和癌症药物敏感性基因组数据库（GDSC）中获得各个细胞系的全基因组突变数据。根据注释将这些细胞系分类为不同的癌症类型。总共有来自CCLE的23种癌症类型的967种细胞系和来自GDSC的22种癌症类型的652种细胞系。此外，作者还从CCLE和GDSC下载了细胞系的拷贝数变异数据。CCLE中有24种癌症类型的971个细胞系，GDSC中有649个细胞系的CNV数据。最后，作者从GEO中收集了11种癌症类型的约7400个样本的基因表达数据。

方法：

（1）鉴定差异表达基因

（2）计算癌症类型的致癌通路活性

（3）验证m6A-通路相关性

（4）m6A调控子的交叉验证

（5）m6A调控子的临床相关性

（6）验证IGF2BP3的临床关联

（7）m6A调控子在细胞生长中的功能

1.m6A调控子在癌症类型中的广泛遗传改变

在这一部分，首先作者对m6A调控子的类别进行了展示，分为readers，writers和erasers（图1a），然后回顾了文献并收集了作为RNA甲基化的调节剂起作用的20个基因的目录（图1b），包括11个readers，7个writers和2个erasers。

作者首先通过整合体细胞突变和拷贝数变异（CNV）的数据来确定33种癌症类型中m6A调控子变异的普遍性。结果显示m6A调控子的总体平均突变频率低，为0.02-8.07％（图1c）。在UCEC和SKCM这两种癌症中m6A的突变频率较高。YTHDC1，IGF2BP1，YTHDC2和FTO显示出更高的突变频率。总体来看，writers在癌症类型中具有相对较高的突变频率。

作者接下来研究了所有m6A调控子的CNV变异频率，并发现CNV变异是普遍的。其中IGF2BP1 / 2/3，YTHDF1 / 3，HNRNPA2B1和VIRMA在癌症类型中显示出广泛的CNV扩增（图1d）。相反，YTHDC1 / 2，METTL14，RBM15B和ALKBH5具有普遍的CNV缺失（图1d）。

那么这些基因的改变是否会影响m6A调控子的表达呢？因此，作者研究了17种癌症类型中m6A调控子的表达。结果发现CNV变异很可能是导致m6A调节因子表达扰动的重要机制之一（图1e）。与正常细胞（如IGF2BP1和IGF2BP3）相比，具有CNV扩增的m6A调控子在癌细胞中显示出显著更高的表达，而具有CNV缺失的调控子显示出显著更低的表达（如METTL14和ALKBH5）。特别地，作者发现IGF2BP3在15种癌症类型中显示出显著更高的表达（图1f）。以上这些结果揭示了不同癌症类型的m6A调控子的高度异质性遗传和表达改变，表明m6A调节失调在不同的癌症环境中是重要的。

图1：泛癌基因和m6A调控子的表达改变。

2.由m6A调控子调节的致癌通路

为了进一步了解m6A调控子参与癌症的分子机制，作者检测了m6A调控子的表达与50种癌症标志相关通路的活性之间的相关性。结果发现m6A调控子的表达与多种致癌通路的激活或抑制相关（图2a）。YTHDF2，RBMX和RBM15的表达与很多通路相关。此外，不同的readers，writers或erasers与不同的癌症通路改变相关，这表明了m6A调控子在相同功能类别内的不同功能效应。

此外，基因不能孤立地发挥作用，有证据表明，writers，erasers和readers在癌症背景下会相互合作。因此，作者研究了m6A调控子之间的遗传改变和表达相关性的。结果显示不仅同一功能类别中的基因显示出显著的遗传改变共现和高度相关的表达模式，writers，erasers和readers之间也存在高度相关性（图2C）。此外，作者还发现这些readers，erasers和writers在蛋白质 - 蛋白质相互作用网络中经常相互作用（图2d）。总之，这些结果表明，RNA甲基化的readers，writers和erasers之间的cross-talk在不同类型的癌症的发展和进展中起关键作用。

图2：m6A调控子与癌症通路的激活和抑制相关。

3.m6A调控子与癌症的临床相关性

m6A调控子在各种类型的癌症中的普遍遗传和表达改变可以提供对转化医学发展的重要见解。首先，作者发现m6A调控子更可能是跨细胞系的必需基因，这表明它们在细胞生长中发挥关键作用。接下来，作者关注m6A调控子，这些调控子与33种癌症类型的患者存活率显著相关并发现所有m6A调控子与至少一种癌症类型的患者的总体存活率相关（图3a）。其中几个m6A调节基因显示出致癌特征（IGF2BP1和IGF2BP3），并且这些基因的更高表达与癌症类型中更差的存活相关。特别是，IGF2BP3的高表达与13种癌症类型中较差的存活相关（图3b），包括KIRC，KIRP和 LGG。此外，作者从GEO中收集了7个组织的另外13个数据集，发现IGF2BP3的高表达与患者存活率差有关（图3b）。

这些结果表明IGF2BP3可能在这几种癌症中起癌基因的作用。相反，作者也发现几个m6A调控子也显示出肿瘤抑制因子的特征（METTL14）。METTL14的高表达与七种癌症类型中更好的存活显著相关（图3a）。

此外，作者发现更多的m6A调控子与两种类型的肾癌患者的生存相关，所以探讨了m6A调控子的表达是否有助于肾癌的分层。基于m6A调控子的整体表达模式，鉴定了两个肾癌患者亚组（图3c）。第一个亚组由572名患者组成，其中m6A调控子的表达较高（RM-high），第二个亚组由223名患者组成，其中m6A的表达较低（RM-low）。与RM-low亚组相比，RM-high亚组患者的存活率显著提高（图3d，log-rank p = 0.005）。

总之，这些结果表明m6A调控子在特定类型癌症的预后分层和新型治疗策略的开发中具有多样性。