文献解析|深度解读 m5C 修饰：多领域研究成果与关键作用新探

 01   tRF - Gln - CTG - 026 通过减少全局蛋白质合成改善肝损伤

tsRNA（tRNA 衍生的小 RNA）作为应激反应的产物，对应激反应与损伤调控有着颇为可观的影响力。不过，tsRNA 是否具备减轻肝损伤的能力，当前依旧不太明确。在此项研究中，我们将 NSun2（NOP2/Sun 结构域家族成员 2）的缺失当作 tsRNA 的产生模型，以此证实了 tsRNA 在减轻肝损伤方面的作用。从作用机制来讲，NSun2 的缺失会致使 tRNA 的甲基尿苷 - U5（m5U）以及胞嘧啶 - C5（m5C）减少，进而产生多种多样的 tsRNA，尤其是 I 类 tsRNA（tRF - 1s）。经过进一步筛选，我们确定 tRF - Gln - CTG - 026（tG026）是最为出色的 tRF - 1，它通过削弱 TSR1（前体 rRNA 处理蛋白 TSR1 同源物）与 pre - 40S 核糖体之间的关联，对全局蛋白质合成加以抑制，最终达成改善肝损伤的目的。该研究表明，tsRNA 能够在肝损伤及修复进程中减少全局蛋白质合成，为肝损伤的治疗提供了一种潜在的策略。

02   在 EGFR 突变型非小细胞肺癌中，异常 m5C 高甲基化通过NSUN2/YBX1/QSOX1 轴介导对吉非替尼的固有耐药性

背景：RNA 5 - 甲基胞嘧啶（m5C）修饰在各类肿瘤的发病机理中占据着关键地位。然而，RNA m5C 修饰在肿瘤耐药性方面的功能与分子机制仍然模糊不清。

方法：研究人员对非小细胞肺癌（NSCLC）细胞系以及患者样本中 RNA m5C 甲基化、m5C 写入者 NOP2/Sun RNA 甲基转移酶家族成员 2（NSUN2）与 EGFR - TKI 耐药性之间的相关性展开测定。借助体外和体内的功能获得与功能缺失实验，深入探究 NSUN2 对 EGFR - TKI 耐药性的影响。运用 RNA 测序（RNA - seq）、亚硫酸盐 RNA 测序（RNA - BisSeq）以及 m5C 甲基化 RNA 免疫沉淀 - qPCR（MeRIP - qPCR）来明确 NSUN2 参与 EGFR - TKI 耐药性的靶基因。此外，通过功能挽救和嘌呤霉素掺入实验，对 NSUN2 调控靶基因表达的机制进行研究。
结果：RNA m5C 高甲基化以及 NSUN2 与 EGFR - TKI 的固有耐药性存在显著关联。NSUN2 过表达会引发吉非替尼耐药以及肿瘤复发，而 NSUN2 基因干扰则会促使肿瘤消退，并且在体外和体内成功克服对吉非替尼的固有耐药性。整合 RNA - seq 与 m5C - BisSeq 分析结果可知，喹呤巯基氧化酶 1（QSOX1）是 m5C 异常修饰的潜在靶点。NSUN2 会甲基化 QSOX1 编码序列区域，借助 m5C 读取者 Y - box 结合蛋白 1（YBX1）增强 QSOX1 翻译。

结论：我们的研究揭示了在 EGFR 突变型 NSCLC 中，异常 RNA m5C 修饰通过 NSUN2 - YBX1 - QSOX1 轴介导对吉非替尼固有耐药性的核心作用。

03   TET2 介导的 mRNA 去甲基化调节白血病干细胞的归巢和自我更新

TET2 在急性髓系白血病（AML）中频繁发生突变，其缺失会推动白血病的形成（由侵袭性致癌突变所驱动），并且增强白血病干细胞（LSC）的自我更新能力。然而，潜在的细胞 / 分子机制尚未彻底明晰。在本研究中，我们发现在多种由侵袭性或侵袭性较弱的突变所介导的急性髓系白血病模型里，TET2 的缺失会通过促进白血病干细胞归巢至骨髓（BM）微环境，从而提升其自我更新 / 增殖能力，进而显著促进白血病的发生。急性髓系白血病母细胞中 TET2 的缺失会增加四跨膜蛋白 13（TSPAN13）的表达，由此激活 CXCR4/CXCL12 信号传导，致使 LSC 向骨髓微环境的归巢 / 迁移增多。从作用机制来看，TET2 的缺失造成 TSPAN13 mRNA 中甲基 - 5 - 胞嘧啶（m5C）修饰的累积；YBX1 能够特异性识别 m5C 修饰，并提升 TSPAN13 转录本的稳定性与表达量。总之，我们的研究揭示了 TET2 作为 mRNA m5C 去甲基化酶在白血病发生、白血病母细胞迁移 / 归巢以及 LSC 自我更新过程中的关键功能。

04   Nsun2 偶联 RoRγt 调控 Th17 细胞命运并促进结肠炎的发生

辅助性 T 细胞 17（Th17）是 CD4 + 辅助 T 细胞的一个亚群，参与到自身免疫中的炎症反应里。Th17 细胞分泌 Th17 特异性细胞因子，例如 IL - 17A 和 IL - 17F，它们受到主转录因子 RoRγt 的调控。然而，Th17 细胞功能的表观遗传调控机制仍未完全清楚。在本研究中，我们发现在小鼠 CD4 + T 细胞中缺失 RNA 5 - 甲基胞嘧啶（m5C）甲基转移酶 Nsun2 能够特异性地抑制 Th17 细胞分化，并减轻 Th17 细胞诱导的结肠炎发病。从作用机制上讲，RoRγt 可以将 Nsun2 招募到其靶标（涵盖 Il17a 和 Il17f）的染色质区域，促使转录偶联的 m5C 形成，从而增强 mRNA 的稳定性。我们的研究证实了 Th17 细胞中 m5C 介导的细胞内在功能，并表明 Nsun2 是治疗自身免疫性疾病的潜在靶点。

05m5C 甲基化 lncRNA NR_033928 通过稳定 GLS mRNA 促进谷氨酰胺代谢重编程，从而促进胃癌增殖

异常的 5 - 甲基胞嘧啶（m5C）甲基化已被证实与胃癌的发生、发展以及预后紧密相连。失调的长非编码 RNA（lncRNA）参与了癌症的多种生物学过程。然而，到目前为止，m5C 甲基化的 lncRNA 在胃癌（GC）中鲜少被研究。在本研究中，我们发现 RNA 5 - 甲基胞嘧啶（m5C）甲基转移酶 NSUN2 在胃癌中表达上调，并且 NSUN2 的高表达与预后不良相关。NR_033928 被确定为 GC 中 NSUN2 甲基化且上调的 lncRNA。从功能上看，NR_033928 通过与 IGF2BP3/HUR 复合物相互作用，促进 GLS mRNA 的稳定性，进而上调谷氨酰胺酶（GLS）的表达。谷氨酰胺代谢产物 α - KG 的增加通过增强启动子 5 - 羟甲基胞嘧啶（hm5C）的去甲基化，从而上调 NR_033928 的表达。总之，我们的研究结果表明，NSUN2 甲基化的 NR_033928 推动了 GC 的进展，可能成为 GC 潜在的预后和治疗靶点。