靶向O-GlcNAc修饰的METTL3通过调控m6A-SRSF1-MCL1轴抑制MDS/AML进展的机制研究

本研究针对METTL3蛋白翻译后修饰调控机制不明的科学问题，揭示了O-GlcNAcylation修饰通过稳定METTL3蛋白促进白血病细胞存活的分子机制。研究人员发现O-GlcNAcylated METTL3通过m6A依赖方式稳定SRSF1 mRNA，上调抗凋亡蛋白MCL-1表达，从而推动MDS/AML进展。该发现为骨髓增生异常综合征和急性髓系白血病提供了新的治疗靶点。

在血液系统恶性肿瘤研究中，N⁶-甲基腺苷(m⁶A)修饰作为最普遍的RNA表观遗传标记，其调控机制一直是领域内的研究热点。甲基转移酶样蛋白3(METTL3)作为m⁶A修饰的核心催化酶，在髓系白血病发生发展中扮演关键角色，然而对其翻译后调控机制的认识仍存在重大空白。特别值得注意的是，蛋白质O-连接的N-乙酰葡糖胺(O-GlcNAc)修饰作为一种动态可逆的蛋白质修饰方式，广泛参与细胞信号转导和疾病进程，但其在METTL3功能调控中的作用尚未被探索。

这项发表于《Molecular Therapy》的研究首次揭示了O-GlcNAcylation修饰通过稳定METTL3蛋白促进白血病进展的分子机制。研究人员采用质谱分析、基因敲除、RNA免疫共沉淀等技术，发现METTL3在骨髓增生异常综合征(MDS)和急性髓系白血病(AML)中发生显著的O-GlcNAc修饰，且修饰水平与蛋白表达呈正相关。机制研究表明，O-GlcNAcylated METTL3通过增强其蛋白稳定性，促进富含丝氨酸/精氨酸的剪接因子1(SRSF1)mRNA的m⁶A修饰和稳定性，进而上调抗凋亡蛋白髓细胞白血病因子1(MCL-1)的表达，最终抑制细胞凋亡并维持白血病细胞存活。

研究首先通过临床样本分析证实了METTL3 O-GlcNAcylation修饰与MDS/AML的相关性。蛋白质免疫印迹和免疫共沉淀实验显示，METTL3与O-GlcNAc转移酶(OGT)存在相互作用，且OGT抑制剂可显著降低METTL3蛋白水平。随后，研究人员构建了O-GlcNAcylation位点突变的METTL3变体，发现突变体蛋白半衰期明显缩短，证实了O-GlcNAcylation对METTL3稳定性的调控作用。

在机制解析方面，RNA-seq和m⁶A-seq分析揭示SRSF1是METTL3的关键下游靶点。进一步的实验证实，O-GlcNAcylated METTL3通过增加SRSF1转录本的m⁶A修饰水平，延长其半衰期并促进蛋白表达。值得注意的是，SRSF1可通过选择性剪接调控MCL-1异构体的产生，从而影响细胞凋亡途径。最后，研究人员设计了一种靶向O-GlcNAcylated METTL3的竞争性多肽，在PDX模型中介导了显著的抗白血病效应。

这项研究的重要意义在于：首次阐明了O-GlcNAcylation-METTL3-m⁶A-SRSF1-MCL1信号轴在MDS/AML中的核心调控作用；揭示了蛋白质翻译后修饰与RNA表观遗传修饰之间的交叉调控机制；开发了靶向O-GlcNAcylated METTL3的治疗策略，为临床转化提供了新思路。研究不仅深化了对白血病发生机制的理解，也为发展精准靶向治疗提供了理论依据。