由於我國飲食結構複雜、幽門螺旋杆菌感染率較高，我國每年胃癌新發人數超40萬例，發病率在所有腫瘤中排名第三[1]。目前手術聯合化療、免疫治療及靶向治療的進步極大地改善了胃癌患者的生存預後，但由於治療效果存在較大異質性，仍有很多患者不能獲益[2]。

        因此，深入了解胃癌發病機製，鑒定新的治療靶點，開發新型靶向治療藥物對於擴大治療選擇、延長胃癌患者生存、改善預後具有重要意義。

        眾所周知，幽門螺旋杆菌感染是胃癌的一大誘因，那麼幽門螺旋杆菌是通過什麼手段“作惡”的呢?

        近日，由中山大學腫瘤中心陳永明和宋遠斌教授領銜的研究團隊在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research發表了一項重要研究成果。這項研究發現，幽門螺旋杆菌通過誘導NAT10表達，導致泛素連接酶MDM2過表達並促進p53泛素化降解，從而促進胃癌發生[3]。

        總之，這項研究揭示了幽門螺旋杆菌誘導胃癌發生的新機製，闡明了N4-乙酰胞苷(ac4C)修飾在胃癌發生中的作用。

        基因的調控在胃癌發生中占據了很重要的角色，其中以N6-甲基腺苷(m6A)、5-甲基胞苷(m5C)和N4-乙酰胞苷(ac4C)為主的mRNA轉錄後修飾近年來被認為與腫瘤發生密切相關，在靶向藥物研發領域具有很高的潛力[4,5]。

        在mRNA轉錄後修飾中，針對m6A及m5C都進行了大量研究，但對ac4C的認識還存在很大的不足。作為真核RNA唯一的乙酰化修飾[6]，ac4C及其乙酰轉移酶(NAT-10)在胃癌中的作用及機製仍然未知。

        為探索mRNA修飾在胃癌中的功能和作用，陳永明團隊通過液質聯合質譜技術鑒定了20對胃癌組織和正常胃黏膜組織中的9種核苷酸修飾的水平，發現僅ac4C水平在胃癌組織中顯著上調，其他類型的修飾水平無明顯差異。此外，他們發現催化ac4C修飾的乙酰轉移酶NAT10也在胃癌組織中特異性高表達，且高表達NAT10的患者生存預後更差。

        為進一步明確NAT10及其介導的ac4C在胃癌發生中的作用，陳永明團隊構建了NAT10敲除的胃癌細胞係，基於此構建了回補野生型NAT10、功能性乙酰轉移酶結構域(G641E)或RNA解旋酶結構域(K290A)突變型NAT10的胃癌細胞係，並使用這些細胞係構建胃癌小鼠模型。

        他們發現敲除NAT10可顯著抑製小鼠腫瘤的生長及轉移，回補野生型NAT10可逆轉這種抑製效果，但回補K290A及G641E突變型的NAT10無逆轉效果，表明NAT10對胃癌的促進作用是依賴於其介導的ac4C修飾的。

        為明確NAT10促進胃癌的分子機製，陳永明團隊對NAT10敲除前後的AGS細胞係進行了RNA-Seq和ac4C的免疫沉澱測序(acRIP-Seq)。隨後，他們對RNA-Seq和acRIP-Seq獲得的差異求取了交集以篩選NAT10的下遊基因，共計36個候選基因。

        為進一步縮小範圍，他們和另一株胃癌細胞係(BGC-823)的差異基因再次求取了交集，發現僅有MDM2符合篩選條件即NAT10敲除後MDM2的mRNA下調且ac4C乙酰化水平降低。

        陳永明團隊發現，MDM2的mRNA在其3’UTR區被ac4C修飾，且NAT10敲除使得ac4C水平降低，並抑製MDM2的轉錄，而回補野生型NAT10可重新激活MDM2的轉錄，但回補K290A和G641E突變型NAT10卻無法激活MDM2的轉錄，表明NAT10介導的ac4C修飾介導了MDM2的轉錄激活。

        由於MDM2是介導腫瘤抑製因子p53泛素化降解的泛素連接酶，所以他們假設NAT10可通過ac4C修飾激活MDM2轉錄，誘導p53泛素化降解，從而促進胃癌發生。經驗證，NAT10敲除後p53的蛋白水平顯著升高，但mRNA水平無明顯差異，且通過放線菌酮幹預實驗發現NAT10可加速p53蛋白的降解速率。

        陳永明團隊發現敲除NAT10對p53的上調作用可被MDM2過表達逆轉，NAT10敲除可抑製胃癌生長，而在此基礎上過表達MDM2可抵消這種抑製作用。此外，他們使用臨床樣本評估了NAT10和MDM2表達的相關性，發現NAT10和MDM2的表達在臨床樣本中呈現為正相關，且NAT10和MDM2都高表達的患者的生存預後更差。

        有研究表明，幽門螺旋杆菌(Hp)感染可促進胃上皮細胞中p53的蛋白酶體降解[7]，據此，陳永明團隊猜測，Hp很有可能通過誘導NAT10的表達促進MDM2對p53的泛素化降解。經驗證，Hp菌株SS1和ATCC43504與胃上皮細胞GES-1或胃癌細胞係AGS共培養後，NAT10和MDM2的表達顯著上調，p53的表達顯著下降，表明Hp感染可能通過誘導NAT10表達、促進MDM2轉錄激活及p53泛素化降解，從而促進胃癌發生。

        考慮到NAT10和MDM2在胃癌發生中的重要作用，陳永明團隊使用NAT10抑製劑Remodelin和MDM2抑製劑HDM201對胃癌荷瘤小鼠模型進行治療。結果表明，HDM201和Remodelin單獨治療均可顯著抑製小鼠腫瘤的生長並改善其生存，兩者聯合後可進一步增強腫瘤抑製和生存改善效果。

        綜上所述，這項研究闡明了ac4C及其乙酰轉移酶NAT10在胃癌中的作用，揭示了一種幽門螺旋杆菌促進胃癌發生的新機製，為幽門螺旋杆菌感染所導致的胃癌提供了一種新的治療思路。

        參考文獻：

        [1] Gastric Cancer Association CA-CA. Chinese expert consensus on perioperative treatment of locally advanced gastric cancer (2021 version). Zhonghua Wei Chang Wai Ke Za Zhi. 2021;24:741–8.

        [2] Smyth EC, Nilsson M, Grabsch HI, et al. Gastric cancer. Lancet. 2020;396:635–48.

        [3] Deng M, Zhang L, Zheng W, et al. Helicobacter pylori-induced NAT10 stabilizes MDM2 mRNA via RNA acetylation to facilitate gastric cancer progression. J Exp Clin Cancer Res. 2023 Jan 6;42(1):9. doi: 10.1186/s13046-022-02586-w.

        [4] He L, Li H, Wu A, et al. Functions of N6-methyladenosine and its role in cancer. Mol Cancer. 2019 Dec 4;18(1):176. doi: 10.1186/s12943-019-1109-9.

        [5] Wang T, Kong S, Tao M, et al. The potential role of RNA N6-methyladenosine in Cancer progression. Mol Cancer. 2020 May 12;19(1):88. doi: 10.1186/s12943-020-01204-7.

        [6] Ito S, Horikawa S, Suzuki T, et al. Human NAT10 is an ATP-dependent RNA acetyltransferase responsible for N4-acetylcytidine formation in 18 S ribosomal RNA (rRNA). J Biol Chem. 2014 Dec 26;289(52):35724-30. doi: 10.1074/jbc.C114.602698.

        [7] Wei J, Nagy TA, Vilgelm A, et al. Regulation of p53 tumor suppressor by Helicobacter pylori in gastric epithelial cells. Gastroenterology. 2010 Oct;139(4):1333-43. doi: 10.1053/j.gastro.2010.06.018.