自噬是指细胞内部分蛋白质及结构在自噬相关基因（autophagy associated genes，ATGs）调控下受溶酶体降解的过程，使细胞能够通过回收受损的细胞蛋白质、细胞器和其他组织成分来应对压力，在机体内环境稳态和肿瘤进展中发挥着重要作用^[1]。由ATG编码的蛋白组装成自噬复合体参与整个自噬过程，其中ATG1/ULK1复合物参与自噬的启动，自噬关键蛋白Beclin-1与囊泡转运蛋白34（vacuolar protein-sorting 34，Vps34）形成复合物调控自噬的进程，微管相关蛋白1轻链3（microtubule-associated protein 1 light chain 3，LC3）包括LC3-I和LC3-Ⅱ两种形式，则贯穿整个自噬过程^[2]。ATG的差异表达可以导致肿瘤细胞的DNA损伤和微环境不稳定，进而增加代谢应激下的基因组不稳定性，促进原癌基因的激活并促使肿瘤进展^[3]。

m⁶A修饰是真核生物体内最丰富的转录后表观遗传修饰，广泛影响RNA剪接、成熟、稳定性、翻译和定位等多种过程。且这一过程是动态可逆的，依赖于m⁶A甲基转移酶（m⁶A writers）、m⁶A脱甲基酶（m⁶A erasers）和m⁶A结合蛋白（m⁶A readers）的调控，并通过调节癌基因和癌稳态基因的表达参与癌症的发生和发展^[4]。研究证明，m⁶A甲基转移酶、m⁶A脱甲基酶、m⁶A结合蛋白在肿瘤细胞自噬中发挥着重要作用，这种修饰通过直接或间接影响ATG的表达并调节自噬的信号转导机制^[5]。因此，研究m⁶A修饰、自噬及其在肿瘤中的作用机制，对开发抗肿瘤药物和制定治疗策略具有重要意义。

1.   m⁶A甲基转移酶对肿瘤细胞自噬的调控作用

m⁶A甲基转移酶的主要作用是催化mRNA上的腺苷酸发生m⁶A修饰，包括甲基转移酶样蛋白3（METTL3）、METTL4、MTTL14、METTL16、肾母细胞瘤1相关蛋白（WTAP）、RNA结合基序蛋白15/15B（RBM15/15B）等^[4]。其中，METTL3、METTL14可协同参与m⁶A水平的变化，WTAP与METTL3和METTL14形成复合物，对于甲基转移酶复合物与RNA的有效结合是必需的。RBM15和RBM15B则需要METTL3/METTL14/WTAP靶向mRNA位置进行m⁶A甲基化^[6]。

1.1   METTL3

METTL3是一种S-腺苷甲硫氨酸（SAM）结合蛋白，将甲基从SAM转移到RNA中的腺嘌呤碱基上，产生S-腺苷高半胱氨酸（SAH）^[7]。作为最早发现的甲基转移酶和核心甲基转移酶亚基，METTL3在m⁶A合成过程中起着主要的催化作用^[6]。在化疗耐药的小细胞肺癌中，METTL3的过表达与患者预后不良有关。机制研究表明，METTL3诱导脱帽蛋白2（decapping protein 2，DCP2）的m⁶A甲基化，导致DCP2 mRNA的稳定性被降解，这种降解反过来又通过Pink1-Parkin通路激活线粒体自噬，最终导致化疗耐药^[8]。同样，Liu等^[9]发现在非小细胞肺癌中，METTL3的呈高表达，并参与吉非替尼耐药。METTL3通过增加自噬通路关键基因ATG5和ATG7的表达促进自噬，促进肿瘤恶性转化。在鼻咽癌中，METTL3通过调控长链非编码RNA锌指反义1（ZNFX1 antisense RNA 1，ZFAS1）的稳定性影响肿瘤细胞的自噬和进展。ZFAS1与miR-100-3p竞争性结合，通过抑制PIK3/AKT通路促进ATG10的表达，从而促进自噬过程和鼻咽癌细胞的增殖、迁移和肿瘤生长^[10]。叉头框蛋白O3（forkhead box protein O3，FOXO3）被认为是最早与自噬相关的转录调控因子之一，与自噬相关基因的启动子结合增强其表达，促进自噬。在人索拉非尼耐药的肝细胞癌中，METTL3耗竭可激活自噬相关通路，促进索拉非尼耐药和血管生成基因的表达。主要涉及的机制为METTL3通过YT521-B同源结构域家族蛋白1（YT521-B homology domain family protein 1，YTHDF1）依赖性机制促进FOXO3 mRNA的稳定性，从而抑制ATG3、ATG5、ATG7、ATG12和LC3等基因的表达，抑制肿瘤细胞自噬并促进死亡。另一方面，METTL3的耗竭通过抑制FOXO3的表达来促进自噬和对索拉非尼的耐药性^[11]。此外，有研究表明，m⁶A修饰的肿瘤细胞自噬可以通过糖酵解途径参与肿瘤耐药。在饥饿诱导的结直肠癌细胞中，METTL3以m⁶A依赖性方式降解ATG5的稳定性，导致长链非编码RNA01615 表达水平上调，从而增加葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（glucose-6-phosphate dehydrogenase，G6PD）的表达，激活磷酸戊糖通路，维持细胞适应，使肿瘤对奥沙利铂产生耐药^[12]。基于此，METTL3主要通过影响自噬相关基因及蛋白的表达来调控细胞自噬，参与肿瘤进展和耐药。

1.2   METTL14

作为甲基转移酶复合物的催化组分，METTL14与METTL3以1∶1的比例结合形成稳定的异二聚体复合物，在底物识别中发挥重要的作用^[4,6]。在宫颈癌中，缺氧诱导因子1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）会诱导长链非编码RNA天冬氨酰-tRNA合成酶（aspartyl-tRNA synthetase antisense RNA 1，DARS-AS1）上调，从而促进保护性自噬和肿瘤细胞存活。机制方面，DARS-AS1通过募集 METTL3 和 METTL14，以m⁶A依赖性方式增强DARSmRNA的稳定性和翻译，进而增加ATG5和ATG3的表达来影响宫颈癌细胞的自噬，有助于肿瘤细胞适应缺氧条件并促进其存活^[13]。在口腔鳞癌细胞中，当自噬被激活时，过表达METTL14通过m⁶A-YTHDF2依赖性方式抑制真核翻译起始因子4G1（eukaryotic translation initiation factor 4 gamma 1， eIF4G1）的表达，增强自噬，抑制肿瘤进展^[14]。Liang等^[15]研究发现METTL14以m⁶A胰岛素样生长因子2mRNA结合蛋白2（insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 2，IGF2BP2）依赖性方式促进自噬相关基因RB1诱导型卷曲螺旋1（RB1-inducible coiled-coil 1，RB1CC1）的表达，提高自噬通量，抑制口腔鳞癌细胞增殖。上述结果表明，METTL14介导的m⁶A修饰可通过多种途径调控细胞自噬水平，影响肿瘤的进展。

1.3   WTAP

WTAP对METTL3/METTL14起募集作用，是m⁶A甲基转移酶复合物的关键组成部分，可催化RNA上的m⁶A甲基化^[6]。肿瘤抑制基因肝激酶B1（liver kinase B1，LKB1）的表达在多种肿瘤类型中受到表观遗传调控，是激活AMPK所需的关键上游激酶^[16]。在肝癌细胞中，上调WTAP表达会增加LKB1 mRNA的m⁶A修饰，从而降低LKB1转录本的稳定性和表达，导致AMPK磷酸化减少和自噬抑制，促进肝癌细胞的生长^[17]。而Li等^[18]研究发现，在肝细胞癌中，ATG5 mRNA被WTAP介导的m⁶A所修饰，然后被m⁶A结合蛋白YTH家族蛋白2（YTH domain containing protein 2，YTHDC2）识别和结合，导致ATG5的翻译增强和表达上调，进一步促进了铁蛋白噬菌体的形成，增加了不稳定的铁池，最终导致了肝细胞癌中的铁死亡。在上皮性卵巢癌中，ULK1表达升高激活了线粒体自噬促进肿瘤进展与WTAP的过表达有关，这可能与WTAP以IGF2BP3依赖性方式介导ULK1 m⁶A修饰并增强其mRNA稳定性有关^[19]。上述研究表明，在不同肿瘤中WTAP介导的m⁶A修饰对细胞自噬的调控机制不同，同一肿瘤中，WTAP可通过不同途径调控细胞自噬参与肿瘤进展。

1.4   METTL16

METTL16是最近发现的一种m⁶A甲基转移酶，不同于METTL3/METTL14复合物，可以独立将m⁶A沉积到其特定的信使RNA靶标中^[6]。前列腺跨膜蛋白雄激素诱导1（prostate transmembrane protein androgen induced 1，PMEPA1）在促进自噬方面起着重要作用。在膀胱癌中，METTL16通过与PMEPA1在3'-UTR中的m⁶A位点结合，降低其mRNA稳定性，从而抑制了膀胱癌细胞的增殖，并通过PMEPA1介导的自噬途径增加了顺铂的敏感性^[20]。自噬葡萄糖抑制因子1（suppressor of glucose by autophagy 1，SOGA1）能够抑制细胞自噬，据报道，METTL16与 IGF2BP1 结合通过介导SOGA1 mRNA的稳定性和表达来提高丙酮酸脱氢酶激酶4（pyruvate dehydrogenase kinase 4，PDK4）的水平，从而促进糖酵解代谢及结直肠癌的进展^[21]。上述研究表明，METTL16介导的细胞自噬也参与肿瘤的进展和耐药。

2.   m⁶A脱甲基酶对肿瘤细胞自噬的调控作用

脱甲基转移酶包括脂肪量和肥胖相关蛋白（FTO）和ALKB同源物5（ALKBH5），m⁶A去甲基化酶去除RNA的m⁶A甲基化基团。FTO主要参与RNA的加工以及稳定性和代谢，ALKBH5可以降低m⁶A水平，并参与mRNA输出和代谢^[4-6]。

2.1   FTO

FTO属于α-酮戊二酸依赖性双加氧酶ALKB家族，该家族参与DNA烷基化损伤的修复，优先催化RNA中m⁶A位点的甲基化^[4]。研究发现，在透明细胞癌中，FTO的表达水平显著上调，下调FTO以依赖m⁶A-IGF2BP2途径影响自噬。从机制上讲，FTO的下调导致盐诱导激酶2（salt-inducible kinase 2，SIK2）mRNA的m⁶A修饰水平升高，并被IGF2BP2特异性识别和结合，进而增加了其转录本的稳定性和表达量，导致自噬通量增加，抑制肿瘤的恶性进展^[22]。在口腔鳞状细胞癌中，FTO的表达升高与自噬通量有关。下调FTO的表达可增强自噬通量，抑制肿瘤恶性行为。其潜在机制可能与FTO沉默后靶基因eIF4G1 mRNA的m⁶A修饰增加有关^[23]。同样，Chen等^[24]发现在乳腺癌细胞中，下调FTO会增加eIF4G1的甲基化水平，促进自噬并抑制肿瘤进展。患有黑色素瘤的患者极易对常规抗癌疗法产生耐药。Yang等^[25]报道，FTO在人类黑色素瘤中的表达升高，并且在小鼠模型中增强了黑素瘤的肿瘤形成能力。FTO以m⁶A-YTHDF2介导的方式靶向抑制程序性死亡受体-1（programmed cell death protein-1，PD-1）和CXC趋化因子受体4（C-X-C chemokine receptor type 4， CXCR4）的m⁶A甲基化水平，下调ATG5和ATG7的表达及代谢应激下的NF-κB活性来调控自噬促进黑色素瘤发生。FTO在胃癌中已被确定为顺铂耐药的潜在靶点。近期研究表明，在顺铂耐药胃癌细胞中，FTO的表达升高，下调FTO以m⁶A依赖的方式靶向ULK1的表达调控自噬和顺铂耐药，该过程需要YTHDF2的识别和降解^[26]。在非小细胞肺癌中，FTO过表达通过降低生长停滞特异性转录因子5（growth arrest-specific transcript 5，GAS5）m⁶A甲基化水平抑制GAS5的表达和自噬，抑制FTO可促进非小细胞肺癌细胞的自噬性死亡，并通过GAS5/UPF1/BRD4途径抑制肿瘤生长^[27]。在核磷蛋白1（nucleophosmin1，NPM1）突变的急性髓系白血病中，FTO介导的m⁶A修饰上调肿瘤蛋白P53诱导型核蛋白2（tumor protein p53-inducible nuclear protein 2，TP53INP2）的表达，通过促进LC3与ATG7的相互作用来增强自噬活性，最终促进癌细胞存活^[28]。上述结果表明，FTO介导的m⁶A修饰对细胞自噬的调控在肿瘤的进展中发挥着至关重要的作用。

2.2   ALKBH5

ALKBH5是另一种m⁶A去甲基化酶，通过去甲基化m⁶A修饰来调节mRNA的输出和代谢^[6]。Deng等^[29]研究发现，在卵巢癌细胞中ALKBH5的表达增加，ALKBH5以m⁶A脱甲基化作用增强Bcl-2 mRNA的稳定性，促进Bcl-2和Beclin1之间的相互作用以及激活mTOR信号通路来抑制自噬并加强了卵巢癌的恶性行为。有报道称，上调ALKBH5增强促进泛素结合酶E2C（ubiquitin conjugating enzyme E2C， UBE2C）的稳定性从而降低ATG3和LC3的表达，导致自噬抑制和非小细胞肺癌进展^[30]。脂肪酸合酶（fatty acid synthase， FASN）在抗肿瘤活性中具有重要意义，有望成为结直肠癌治疗前景的一种策略。Ye等^[31]发现，脂肪酸结合蛋白5（fatty acid-binding protein 5，FABP5）会降解FASN的表达，最终会促进脂质积累并抑制mTOR信号转导，诱导细胞自噬，而ALKBH5对FABP5的正向调节则参与整个过程，这表示m⁶A修饰调控的肿瘤细胞自噬可以通过影响肿瘤细胞的脂质代谢参与肿瘤进展。上述研究表明，ALKBH5介导的m⁶A修饰可通过调节自噬相关基因的翻译与稳定性来影响自噬水平参与肿瘤进展。

3.   m⁶A结合蛋白对肿瘤细胞自噬的调控作用

m⁶A结合蛋白能够识别并结合m⁶A修饰位点，包括YTH结构域家族蛋白（如YTHDF1、YTHDF2、YTHDC1等）、IGF2BP和异质核糖核蛋白（HNRNP）等^[4,6]。含YTH结构域的蛋白首先识别目标RNA的m⁶A修饰，然后指导不同复合物调节RNA信号通路，包括RNA折叠、RNA剪接、蛋白质翻译和RNA代谢。YTHDC1和YTHDC2是两个重要的核内蛋白质，它们参与调控RNA的剪接和转录后修饰。YTHDF1、YTHDF2和YTHDF3主要参与调控RNA的翻译和降解。YTHDF1促进m⁶A修饰的RNA的翻译，增强蛋白质的合成，YTHDF2通过介导靶转录本的寿命来调节mRNA降解，而YTHDF3、YTHDF1和YTHDF2协同作用，影响m⁶A修饰mRNA的翻译和衰变，并反向调控其功能。IGF2BP2主要负责靶向mRNA稳定性，而HNRNP主要调节RNA选择性剪接或转录本的加工^[6,32]。m⁶A 修饰的分子机制，见图1。

图  1  m⁶A 修饰的分子机制

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截至目前，对于m⁶A结合蛋白调控肿瘤细胞自噬的相关研究仍较少。Li等^[33]研究发现，在缺氧条件下，HIF-1α直接结合YTHDF1基因的启动子区域，促进其表达。YTHDF1以m⁶A依赖的方式促进ATG2A和ATG14的翻译，从而促进自噬和肝癌细胞的恶性生物学行为。在结直肠癌细胞中，YTHDF2通过介导转录激活因子4（activating transcription factor 4，ATF4）mRNA的m⁶A修饰，增强AFT4表达，进而提高DNA损伤诱导转录因子4（DNA damage-inducible transcript 4，DDIT4）水平，有效地灭活mTOR通路，并在结直肠癌细胞氨基酸降解期间促进自噬^[34]。另外，在胃肠道间质瘤细胞中，IGF2BP2以METTL3介导的m⁶A依赖方式促进泛素特异性肽酶13（ubiquitin specific protease，USP13）mRNA的稳定性来调节ATG5的表达，从而增强细胞自噬并促进肿瘤耐药^[35]。在喉部鳞状细胞癌中，IGF2BP3和机械翻译相关蛋白同源物7（translation machinery associated 7 homolog，TMA7）的上调降低了自噬水平，促进肿瘤进展和顺铂耐药。研究表明，IGF2BP3以m⁶A依赖的方式增强TMA7的稳定性并上调其表达，通过PIK3/mTOR信号通路抑制细胞自噬，促进癌症进展^[36]。在乳腺癌细胞中，HNRNPA2B1通过识别ATG4B mRNA上的m⁶A位点，促进ATG4B的降解，从而抑制自噬通路和细胞增殖^[37]。结果表明，m⁶A结合蛋白可能是自噬相关肿瘤进展的关键调节因子，其通过与自噬相关基因的结合并影响其mRNA的降解来调控自噬。m⁶A修饰对自噬调控机制，见图2。

图  2  m⁶A修饰调控肿瘤细胞自噬机制

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4.   结语与展望

m⁶A对自噬水平的调控主要依赖于甲基转移酶和脱甲基酶调节的m⁶A水平，并且多数需要结合蛋白的参与。虽然m⁶A与自噬之间的关系已经在许多人类肿瘤中进行了研究，但结果仍然有限，无法做出全面的推断。如在甲基转移酶中还有KIAA1429、HAKAI、ZC3H13等蛋白与自噬的相关研究尚未提及，结合蛋白中仅涉及部分蛋白，IGF2BP1、IGF2BP3、YTHDC1、YTHDC2与自噬的关系还需要进一步研究，而m⁶A调控细胞自噬与细胞代谢之间的联系仍然是一个新兴的领域，其具体的分子机制亟待挖掘。

m⁶A修饰通过调控多种因素参与肿瘤进展，而自噬是其下游事件，其可以通过增强正调控因子或抑制负调控因子的表达来促进自噬；反之，通过抑制正调控因子或促进负调控因子的表达可以抑制自噬。如METTL3表达的变化可分别通过影响ZFAS1和FOXO3来促进和抑制自噬 ^[10-11]。通过干预m⁶A修饰或自噬，有可能阻止癌症进展并提高化疗药物的敏感性。研究表明，针对m⁶A修饰和自噬的治疗潜力巨大，具有很高的研究价值和广阔的前景。然而，m⁶A修饰调控肿瘤细胞自噬的机制较为复杂，简单地抑制或增强自噬和m⁶A修饰并未能成功治疗癌症，这可能与m⁶A修饰酶在不同肿瘤中的异质性以及自噬对肿瘤细胞耐药调控的“双刃剑”效应有关。因此，了解m⁶A修饰调节自噬动态平衡的机制至关重要。随着对发病机制认识的加深，这将有助于开发有效的肿瘤临床治疗方法。然而，目前在这一新兴领域的知识仍然有限，还需要进一步的研究来拓展在此领域的认识。