吸烟致癌机制终于揭晓！中山大学肿瘤防治中心林东昕等人做出重要贡献

来源：iNature

原标题：Nature子刊 | 吸烟致癌机制终于揭晓！中山大学肿瘤防治中心林东昕等人做出重要贡献

胰腺癌，主要是胰腺导管腺癌（PDAC），是一种致命的恶性肿瘤，5年生存率通常<5％。作为PDAC已确立的环境风险因素之一，吸烟可加速慢性胰腺炎并引发胰腺癌发生。吸烟者的PDAC风险通常比非吸烟者高出两到三倍，风险随着接触的程度和时间而增加。但是，潜在的机制尚未阐明。吸烟可导致microRNA（miRNA）编码基因的异常表达。由于miRNA广泛参与mRNA和蛋白质合成的时空调节，它们的异常表达可能导致某些疾病，包括恶性肿瘤的发生和发展。在细胞中，miRNA最初被转录为初级miRNA（pri-miRNA），然后由含有RNase III酶RNASEN（Drosha）和DiGeorge关键区域8（DGCR8）的复合物切割成发夹结构的前体miRNA（pre-miRNA）。处理pre-miRNA以形成实际执行功能的成熟miRNA（通常22-25个核苷酸）。尽管这一过程早已得到认可，但人类癌症中为何以及如何受到干扰尚不清楚。

    2019年4月23日，中山大学肿瘤防治中心林东昕、徐瑞华、郑健等在Nature Communications上发表题为“ExcessivemiR-25-3p maturation via N6-methyladenosine stimulated by cigarette smokepromotes pancreatic cancer progression”的文章，报告了miR-25-3p在香烟烟雾冷凝物（CSC）通过m6A机制诱导的胰腺细胞中的致癌作用。

微阵列测定显示26种miRNA在暴露于CSC的永生化人胰管上皮细胞（HPDE6-C7）中与暴露于载体DMSO的细胞相比具有显著不同的表达水平。其中，16个上调（倍数变化> 2），10个下调（倍数变化<0.5）。这些结果通过定量实时PCR（qRT-PCR）分析验证。最显著上调的miRNA是miR-25-3p（倍数变化= 65），诱导呈CSC剂量依赖性方式。在两个癌症中心中收集的手术切除的非肿瘤胰腺组织样本中的这26种miRNA的测量显示，吸烟者中仅miR-25-3p水平显著更高（N = 67）与不吸烟者（N = 108）相比，PDAC中的水平也显著高于两个患者组中的非肿瘤样本。Kaplan-Meier图显示PDAC中miR-25-3p水平高（≥中位数）的患者总生存时间短于低水平（<中位数）。有趣的是，研究人员还发现健康个体血清中存在miR-25-3p，当前吸烟者（N = 22）的水平明显高于非吸烟者（N = 23）。

为了阐明CSC诱导miR-25-3p的机制，研究人员首先分析了暴露于CSC的HPDE6-C7和胰腺癌细胞中的pri-miR-25，pre-miR-25和miR-25-3p水平。与没有CSC暴露的细胞相比，具有CSC暴露的细胞中pri-miR-25水平显著降低，而pre-miR-25和miR-25-3p水平显著增加，表明CSC对miR-25-3p的诱导可能是通过异常的pri-miR-25加工和成熟。由于METTL3通过催化RNA中的m6A形成在miRNA成熟中起关键作用，因此检测了METTL3是否影响CSC诱导的miR-25-3p成熟。结果发现CSC诱导的miR-25-3p和METTL3过表达的巧合，而不是METTL14和WTAP的过表达。METTL3在细胞中的过度表达显著降低了pri-miR-25水平，但增加了pre-miR-25和miR-25-3p水平;虽然敲低METTL3显著降低了pre-miR-25和miR-25-3p水平，但增加了pri-miR-25水平。敲除METTL3还显著抑制HPC6-C7和胰腺癌细胞中CSC诱导的miR-25-3p过表达。这些结果表明METTL3可能在CSC诱导的miR-25-3p过表达中起重要作用。

作用模型

N6-甲基腺苷（m6A）修饰是miRNA加工和成熟的重要机制，但其异常调控在人类疾病中的作用仍不清楚。该研究证明胰管上皮细胞中的致癌初级microRNA-25（miR-25）可以通过由NF-κB相关蛋白（NKAP）介导的增强的m6A修饰被香烟烟雾冷凝物（CSC）过度成熟。由于也由CSC引起的METTL3启动子的低甲基化，过表达的甲基转移酶样3（METTL3）催化该修饰。成熟miR-25，miR-25-3p抑制PH结构域富含亮氨酸的重复蛋白磷酸酶2（PHLPP2），导致致癌AKT-p70S6K信号传导的激活，其引发胰腺癌细胞的恶性表型。在吸烟者和胰腺癌组织中检测到高水平的miR-25-3p，其与胰腺癌患者的不良预后相关。这些结果共同表明，通过m6A修饰的香烟烟雾诱导的miR-25-3p过度成熟促进了胰腺癌的发展和进展。