文章解读 | 九院贾仁兵团队揭示CAF促肿瘤血管新生的RNA表观调控机制
近日，上海交通大学医学院附属第九人民医院贾仁兵团队在Cancer Letters上发表题为“FTO elicits tumor neovascularization in cancer-associated fibroblasts through eliminating m6A modifications of multiple pro-angiogenic factors“的研究论文，通过单细胞转录组及多组学数据分析，揭示了结膜黑色素瘤中肿瘤相关成纤维细胞中m6A去甲基化酶FTO有效擦除VEGFA和EGR1等血管生成相关基因的甲基化，抑制了YTHDF2依赖性的mRNA降解途径，介导血管新生，进而促进肿瘤的发生发展。靶向 FTO 可能作为一种潜在的抗血管生成策略促进癌症治疗。
01 研究背景
癌症相关成纤维细胞（Cancer-associated Fibrokillers， CAFs）是TME中最活跃和功能最重要的组成部分之一，它通过重塑细胞外基质（ECM）和调节肿瘤血管生成、免疫及代谢促进肿瘤的发生发展，m6A甲基化的表观遗传修饰，肿瘤进展和转移中起关键作用。m6A表观基因组的失调是黑色素瘤（conjunctival melanoma， CoM）发生和进展的重要致癌触发因素，先前研究发现BACE2的m6A高甲基化增加了其RNA表达，从而增强了黑色素瘤细胞的增殖和转移。然而，目前对m6A修饰参与CAF激活还缺乏了解。
02 研究思路
03 主要结果
A．通过9名CoM患者的单细胞数据分析，发现在CAF亚群中，m6A的去甲基化酶FTO的表达水平显著高于肌成纤维细胞亚群，而其他甲基化酶表达水平没有差异。将分选的CAF与黑色素瘤细胞共培养，诱导了成纤维细胞的癌变转化，获得的CAF1和CAF2亚型中FTO水平明显升高，进一步对正常成纤维细胞（NFs）和CAF进行转录组测序分析，发现CAF上调的基因在肿瘤血管生成通路中特异性富集，并在体内和体外实验中证实了CAF促血管生成的能力，这些结果表明CAFs通过增强体外和体内血管生成在CoM的恶性转化中起主导作用。
CAF中FTO高表达及CAF的促血管生成功能
B．为了明确FTO调控CAF的致癌功能的机制，在CAF中沉默FTO，发现 m6A水平显着增加，促进内皮细胞血管形成能力显着抑制，而FTO过表达则加速了血管生成过程。重要的是，皮下异种移植物的体积和重量也显著增加，CD31信号强度增加。以上分析表明FTO是恶性新生血管形成的重要加速剂。
CAF中FTO基因对促血管生成功能的关键作用
C．为了明确FTO通过RNA甲基化调控血管生成的机制，对FTO沉默的细胞进行RNA-seq 和 MeRIP-seq，通过Venn图获得了9个在CAF中表达上调，甲基化水平显著上调的与血管生成相关基因RIN2、EGR1、HIPK2、VEGFA、NRP1、ETS1、MTDH、JAK1和ITGB1，选择了与肿瘤进展相关的重要血管生成基因EGR1 和VEGFA进行后续探究，然后发现FTO沉默后EGR1 和VEGFA的RNA甲基化水平升高，但他们的mRNA水平却降低了，FTO过表达则展示了相反的趋势，表明EGR1 和VEGFA是FTO执行甲基化擦除功能的下游基因，而RIP-seq实验表明了m6A的识别基因YTHDF2可以调控EGR1 和VEGFA水平的下降。这些发现表明FTO促进EGR1和VEGFA的m6A去甲基化，从而防止YTHDF2介导的RNA衰变。
FTO促血管生成的下游机制通路
04 研究结论
本研究证实了在CAF中m6A 去甲基化酶FTO基因的高表达，使得CAF表现出广泛的促血管生成潜力，进而促进肿瘤的进展和转移，而这个过程主要是通过FTO降低CAF中EGR1 和 VEGFA的m6A修饰，进而抑制酶m6A甲基化识别酶YTHDF2依赖的RNA衰减，提高了血管生成相关基因的表达水平的上调实现的，总的来说，该研究初步表明，FTO的上调通过促进CAF介导的血管生成在肿瘤发展中起着关键作用。在治疗上，靶向 FTO 可能作为一种潜在的抗血管生成策略治疗癌症。
