Mettl8,也称为Methyltransferase-like 8,是一种重要的RNA甲基转移酶。Mettl8主要负责在RNA上引入3-甲基胞嘧啶(m3C)修饰,这种修饰在RNA的稳定性、功能和生物学过程中发挥着重要作用。Mettl8在细胞中的定位主要在细胞质和线粒体中,它参与调控线粒体翻译和细胞命运决定等生物学过程。
Mettl8在多种疾病中发挥重要作用。例如,在胶质母细胞瘤(GBM)中,Mettl8的高表达与患者的预后不良有关。Mettl8通过在mt-tRNAThr/Ser(UCN)上引入m3C修饰,影响线粒体翻译和呼吸,进而维持GBM干细胞(GSC)的自我更新和分化,促进肿瘤生长[1]。此外,Mettl8还通过影响HIF1α/RTK/Akt信号轴,进一步调控GBM的恶性生物学行为[1]。
在胰腺癌中,Mettl8的高表达也与患者的预后不良有关。Mettl8通过在mt-tRNAThr和mt-tRNASer(UCN)上引入m3C修饰,平衡线粒体翻译,进而影响线粒体呼吸链的组成和功能,促进肿瘤的生长和转移[2]。
Mettl8的SUMO化修饰可以影响R-loop的稳定性。R-loop是一种三链DNA-DNA:RNA杂合结构,与基因组稳定性有关。Mettl8的SUMO化修饰可以促进R-loop的形成,进而影响基因表达和组织结构,最终导致肿瘤的发生[3]。
Mettl8的表达与CD8+ T细胞浸润密切相关。CD8+ T细胞是免疫系统中的重要细胞,参与肿瘤的免疫监视和清除。Mettl8的高表达可以促进肿瘤的生长和转移,而CD8+ T细胞浸润可以抑制肿瘤的生长和转移。因此,Mettl8可能成为一种新的生物标志物和基因治疗靶点[4]。
Mettl8的m3C修饰还可以影响R-loop的稳定性。R-loop是一种三链DNA-DNA:RNA杂合结构,与基因组稳定性有关。Mettl8的m3C修饰可以影响R-loop的形成和稳定性,进而影响基因表达和组织结构,最终导致肿瘤的发生[5]。
Mettl8可以通过直接结合ARID1A,增强癌细胞的迁移能力。ARID1A是一种重要的转录因子,参与调控基因表达和组织结构。Mettl8的m3C修饰可以影响ARID1A的翻译,进而影响癌细胞的迁移能力[6]。
Mettl8可以影响小鼠胚胎干细胞(ESC)的分化。Mettl8通过与Mapkbp1的mRNA相互作用,抑制JNK信号通路的激活,进而促进ESC的分化[7]。
Mettl8的m3C修饰可以优化mt-tRNA的结构和线粒体翻译。Mettl8在mt-tRNAThr和mt-tRNASer(UCN)上引入m3C修饰,可以影响mt-tRNA的结构和线粒体翻译,进而影响线粒体呼吸链的组成和功能,最终影响细胞的能量代谢和生物学行为[8]。
Mettl8在鱼类中的表达和功能也得到了研究。例如,在斑马鱼中,Mettl8的表达在胚胎发育早期阶段较高,在成年鱼中主要在眼睛、肠道、卵巢和睾丸等组织中表达[9]。
Mettl8的表达与肝癌细胞对lenvatinib的耐药性有关。Lenvatinib是一种治疗肝癌的药物,但部分患者会产生耐药性。Mettl8的表达可以影响肝癌细胞对lenvatinib的敏感性,抑制Mettl8的表达可以恢复肝癌细胞对lenvatinib的敏感性,从而提高治疗效果[10]。
综上所述,Mettl8是一种重要的RNA甲基转移酶,参与调控RNA的稳定性和功能,影响基因表达和生物学过程。Mettl8在多种疾病中发挥重要作用,包括胶质母细胞瘤、胰腺癌、肝癌等。Mettl8的研究有助于深入理解RNA表观遗传修饰的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Lee, Bernice Woon Li, Chuah, You Heng, Yoon, Jeehyun, Lin, Zhewang, Ong, Derrick Sek Tong. 2024. METTL8 links mt-tRNA m3C modification to the HIF1α/RTK/Akt axis to sustain GBM stemness and tumorigenicity. In Cell death & disease, 15, 338. doi:10.1038/s41419-024-06718-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38744809/
2. Schöller, Eva, Marks, James, Marchand, Virginie, Hafner, Markus, Meister, Gunter. 2021. Balancing of mitochondrial translation through METTL8-mediated m3C modification of mitochondrial tRNAs. In Molecular cell, 81, 4810-4825.e12. doi:10.1016/j.molcel.2021.10.018. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34774131/
3. Zhang, Li-Hong, Zhang, Xue-Yun, Hu, Tao, Luo, Yan, Gao, Xiang. 2020. The SUMOylated METTL8 Induces R-loop and Tumorigenesis via m3C. In iScience, 23, 100968. doi:10.1016/j.isci.2020.100968. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32199293/
4. Tang, Min, Li, Yukun, Luo, Xianyu, Tan, Si-Jie, Hu, Jun. 2021. Identification of Biomarkers Related to CD8+ T Cell Infiltration With Gene Co-expression Network in Lung Squamous Cell Carcinoma. In Frontiers in cell and developmental biology, 9, 606106. doi:10.3389/fcell.2021.606106. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33816462/
5. Li, Miaomiao, Klungland, Arne. 2020. Modifications and interactions at the R-loop. In DNA repair, 96, 102958. doi:10.1016/j.dnarep.2020.102958. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32961406/
6. Lee, Shin-Ae, Lee, Kang-Hoon, Kim, Huisu, Cho, Je-Yoel. 2021. METTL8 mRNA Methyltransferase Enhances Cancer Cell Migration via Direct Binding to ARID1A. In International journal of molecular sciences, 22, . doi:10.3390/ijms22115432. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34063990/
7. Gu, Hao, Do, Dang Vinh, Liu, Xinyu, Yan, Jun, Fu, Xin-Yuan. 2018. The STAT3 Target Mettl8 Regulates Mouse ESC Differentiation via Inhibiting the JNK Pathway. In Stem cell reports, 10, 1807-1820. doi:10.1016/j.stemcr.2018.03.022. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29706498/
8. Kleiber, Nicole, Lemus-Diaz, Nicolas, Stiller, Carina, Bohnsack, Katherine E, Bohnsack, Markus T. 2022. The RNA methyltransferase METTL8 installs m3C32 in mitochondrial tRNAsThr/Ser(UCN) to optimise tRNA structure and mitochondrial translation. In Nature communications, 13, 209. doi:10.1038/s41467-021-27905-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35017528/
9. Pang, Wei, Zhao, Ziwei, Shen, Yawei, Gu, Yifeng, Chen, Xiaowu. 2020. Expression profile analyses of mettl8 in Oryzias latipes. In Fish physiology and biochemistry, 46, 971-979. doi:10.1007/s10695-020-00764-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31989392/
10. Liu, Yunpeng, Chen, Muhua, Wang, Xiang-Xu, Zhang, Hong-Mei, Zhang, Kuo. 2024. Targeting METTL8 with Rabdosiin overcomes lenvatinib resistance in hepatocellular carcinoma. In Experimental cell research, 444, 114389. doi:10.1016/j.yexcr.2024.114389. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39701355/