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大家好，這里是專注表觀組學十余年，領跑多組學科研服務的易基因。 近年來，5-甲基胞嘧啶（m5C）RNA修飾已成為通過編碼和非編碼RNA調控RNA代謝和功能的關鍵參與者。越來越多的證據表明，m5C可以調控RNA穩定性、翻譯、轉錄、出核和切割，以及介導細胞增殖、分化、凋亡、應激反應和其他生物學功能。人的m5C RNA修飾由NOL1/NOP2/sun（NSUN）家族和DNA甲基轉移酶2（DNMT2）催化。這些RNA修飾因子調控多種致癌基因fizzy-related-1、forkhead box蛋白C2、Grb相關結合蛋白2、TEA結構域轉錄因子1的表達，以促進癌癥的發病和進展機制。此外，甲基轉移酶的異常表達已在各種癌癥中得到鑒定，并用于預測患者預后。本綜述對m5C RNA甲基轉移酶進行全面綜述，特別強調了m5C在癌癥中的潛在作用機制，最后討論了m5C相關研究前景。 介導m5C的RNA甲基轉移酶 人的RNA m5C甲基化主要由NOL1/NOP2/sun家族和DNMT2催化，這對RNA穩定性和功能非常重要。甲基轉移酶通過S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine）作為甲基供體形成m5C將甲基轉移到胞嘧啶中。不同細胞區室具有引起修飾的固有酶。在細胞核中，mRNA、tRNA、28S rRNA和非編碼RNA的m5C主要由NSUN2、NSUN5、NSUN6、NSUN7和NOP2甲基化。在線粒體中，NSUN2和NSUN3甲基化tRNA，NSUN4甲基化12S rRNA，以促進線粒體核糖體組裝（表1和圖1）。
 圖1：m5C甲基轉移酶的分子機制和功能。mRNA（A）、tRNA（B）、rRNA（C）和非編碼RNA（D）m5C修飾，如lncRNA、microRNA、vtRNA和eRNA。m5C修飾的RNA可以調控RNA分子功能并介導細胞代謝 NOP2 NOP2（Nucleolar protein 2，也稱為NSUN1），參與28S rRNA 4447胞嘧啶位點（C4447）的甲基化。NOP2在胚胎植入前調控核仁成熟，從而促進胚泡形成并參與核糖體生物發生，為哺乳動物胚胎發育所必需。rRNA加工需要NOP2而非m5C修飾活性，此外NOP2在神經組織再生過程中促進細胞增殖。在人的腫瘤細胞中，NOP2通過其rRNA甲基轉移酶結構域與端粒酶RNA組分（TERC）結合，從而激活和調控細胞周期蛋白D1（cyclin D1）基因轉錄，維持細胞增殖。在HIV-1病毒中，NOP2在5'-長末端重復序列（LTR）上與TAR RNA結合導致m5C添加，從而通過與TAT蛋白競爭抑制病毒轉錄并促進其潛伏性。 NOP2可通過microRNA PVT1上調，以促進肝細胞癌(HCC)增殖和前列腺癌轉移。NOP2在腎透明細胞癌、肺腺癌、結直腸癌和低級別膠質瘤等多種癌癥中也存在異常表達，提供了與m5C甲基化相關的風險信號，有助于確定患者預后。 NSUN2 NSUN2主要位于細胞核中，是c-MYC的直接靶點，通過招募核仁和紡錘體相關蛋白（NuSAP）來穩定快速分裂細胞中的有絲分裂紡錘體，并將m5C添加到mRNA和幾種非編碼RNA中。 由于靶點眾多，NSUN2在幾個過程中發揮著重要作用，包括調節增殖、應激反應和代謝、遷移和分化以及衰老過程中的細胞功能。NSUN2與自閉癥譜系障礙、抑郁癥、Dubowitz綜合征、智力障礙等許多疾病相關，并在各種癌癥中差異表達。近年來，一些研究探索了其分子機制，構建了預后模型，并試圖尋找癌癥治療的新靶點。目前，關于NSUN2在生物學功能和癌癥機制方面的調控研究主要集中在mRNA修飾上。NSUN2誘導的ncRNA修飾與mRNA和蛋白質互作通路還有待進一步研究和探索。此外盡管尚未討論，tRNA切割影響細胞應激反應的機制可能對進一步理解癌癥具有重要潛力。 NSUN3 在線粒體中，NSUN3介導34位胞嘧啶（C34）的mt-tRNAMet甲基化為m5C34，m5C34進一步被ALKBH1/ABH1氧化為f5C34。f5C34使mt-tRNAMet能夠識別編碼甲硫氨酸的AUA和AUG密碼子。NSUN3敲除和突變細胞表現出線粒體蛋白質合成減少和耗氧量減少，導致線粒體功能障礙。NSUN3中的雙等位基因錯義突變導致早發性線粒體腦肌病和癲癇發作。NSUN3基因突變可能會對神經系統造成損害。Trixl等人證明了NSUN3失活對小鼠胚胎干細胞自我更新和分化潛力的影響。 已有研究表明，NSUN3在幾種癌癥中表達上調，并與免疫細胞浸潤相關，其過表達可能參與調節細胞對化療藥物敏感，從而影響患者預后。 NSUN4 NSUN4是一種雙功能蛋白，參與12S rRNA胞嘧啶位點911（m5C911）的甲基化，并與MTERF4互作以促進單體組裝。盡管其機制尚不清楚，但m5C911可能與附近m4C909和其他rRNA修飾協同穩定12S rRNA折疊，從而促進mt核糖體組裝。 NSUN4表達影響胚胎發育和線粒體蛋白質合成。小鼠NSUN4基因的種系敲除具有胚胎致死性，心臟中的條件敲除會中斷線粒體蛋白翻譯，導致呼吸復合體形成受損。 NSUN4在肺腺癌、肝細胞癌和腎透明細胞癌中異常表達，可用于預測預后。 NSUN5 NSUN5在人28S核糖體RNA的C3782引入m5C。哺乳動物NSUN5缺失會改變核糖體，影響總蛋白質合成，從而影響細胞大小和增殖。這可歸因于m5C3782對三級rRNA-tRNA-mRNA復合體的維持。 NSUN5還影響神經系統的發育和功能。其缺失與Williams–Beuren綜合征（WBS）相關。NSUN5的表達對大腦皮層的發育至關重要，它通過調節視網膜神經節細胞的放射狀神經膠質支架來調控新皮質神經元的遷移。NSUN5缺失干擾新皮質神經元的層狀結構和錐體細胞發育，導致少突膠質細胞前體細胞增殖減少和髓鞘減退，從而導致胼胝體（CC）發育不全和海馬錐體細胞中NMDA受體（NMDAr）功能障礙。此外，在心血管系統中，NSUN5介導的m5C修飾對于維持Tpm1表達至關重要，Tpm1是正常心臟流出道（OFT）形態發生的重要基因，表明NSUN5參與法洛四聯癥（TOF）發生。 NSUN5在頭頸部鱗狀細胞癌（HNSCC）中顯著上調，并通過觸發細胞周期阻滯作為結直腸癌（CRC）的啟動子。在膠質瘤中觀察到其表觀遺傳學失活，并表現出腫瘤抑制特征。 NSUN6 NSUN6對mRNA具有較強的底物特異性，主要靶向位于發夾結構環內的共有序列motif CTCCA上的3' UTR區域的m5C修飾。NSUN6靶向的CTCCA motif標志著翻譯終止。3'UTR甲基化發夾結構可能導致翻譯終止，但沒有證據證實這一觀點。在人HEK和H9細胞系中，NSUN6主要靶向編碼RNA和蛋白結合蛋白的mRNA。NSUN6介導的m5C修飾可提高mRNA豐度和翻譯效率，還可以促進tRNACys和tRNAThr的3 '端受體的胞嘧啶72 (C72)甲基化，目標識別依賴于3′-CCA尾巴。 在NSUN6高表達的腫瘤組織中，NSUN6 mRNA水平下調；而在NSUN6低表達的腫瘤組織中，RNA水平沒有差異。NSUN6還被證明通過m5C修飾使巨噬細胞刺激1 (macrophage stimulating 1, MST1)失活，并激活乳腺癌yes相關蛋白(yes-associated protein, YAP)靶基因，從而觸發破骨細胞分化和骨轉移。對mRNA m5C甲基轉移酶，利用生物信息學分析了NSUN2和NSUN6之間的相關性，分析結果揭示了分別在腎癌、三陰性乳腺癌和皮膚黑色素瘤中呈正相關、不相關和負相關。然而迄今為止所有的研究都沒有提供直接的證據來支持這兩種酶之間的相關性。此外，還沒有檢測到可以識別mRNA上依賴NSUN6的m5C位點的reader，這影響進一步了解NSUN6在細胞代謝和癌癥進展中的調節作用。 NSUN7 NSUN7和過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1α（PGC-1α）互作以促進空腹相關基因的轉錄。同時，NSUN7通過m5C修飾增強eRNA穩定性，并可能參與細胞代謝的調節。 此外，NSUN7突變可導致精子質量受損和不育。這可能是由外顯子7的轉位突變，從而影響蛋白質結構和配體結合位點。然而，這種突變與中國漢族男性的弱精子癥無關。此外，NSUN7還與精神疾病相關，可用于尤因肉瘤、低級別神經膠質瘤和前列腺癌癥患者的預后。 DNMT2 與DNMT1、DNMT3a、DNMT3b等其他DNA甲基轉移酶相比，DNMT2僅由C端催化結構域組成，而缺乏N端調控結構域。DNMT2(也稱為TRDMT1)不具有DNA催化活性，但可將m5C38引入tRNAAsp (GUC)。 DNMT2介導的m5C修飾提高了tRNA穩定性，其中tRNAAsp在果蠅的熱休克反應中無需核糖核酸酶切割，在小鼠中無需片段化。此外，DNMT2通過m5C影響蛋白質合成的表達和精度，DNMT2介導的tRNAAsp-m5C38調節poly-Asp序列的蛋白質翻譯。小鼠天冬氨酰-tRNA合成酶對C38甲基化tRNAAsp表現出4-5倍的偏好。DNMT2還通過區分近同源密碼子來確保肽的精確合成，為細胞分化和蛋白質合成所必需。同時還參與mRNA甲基化調控，影響HEK293細胞的遷移和侵襲。 DNMT2參與調節細胞應激反應。在應激條件下，DNMT2定位于細胞質應激顆粒和RNA加工小體。DNMT2沉默導致氧化應激增強、基因組不穩定、細胞增殖永久性抑制、端粒長度和端粒酶活性降低、整體RNA高甲基化以及與增殖和腫瘤抑制相關的多種miRNA上調。 m5C RNA甲基轉移酶在癌癥中的潛在作用 m5C甲基轉移酶（尤其是NSUN2）通過催化靶RNA的m5C修飾來調節底物水平，介導一系列致癌或抗腫瘤因子的交聯，從而影響腫瘤發生和癌癥進展。以下詳細闡述了m5C甲基轉移酶在癌癥中的異常表達和相應機制（表2和圖2）。
肝細胞癌（Hepatocellular carcinoma） 在肝細胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)中，m5C調控基因的突變頻率較高，m5C相關基因的失調與HCC的高分期相關。在HCC細胞中，lncRNA-PVT1與NOP2結合，通過穩定性增強上調其表達，hPVT1/NOP2/細胞周期通路促進腫瘤發生、細胞增殖和干細胞樣特性。靶向該通路可能在HCC中具有治療潛力。 NSUN2在HCC細胞中的轉錄水平上調，促進肝癌細胞的增殖、遷移、侵襲和血管生成，并抑制HCC細胞凋亡。NSUN2增加了fizzy-related-1 (FZR1) mRNA的穩定性，從而調節FZR1表達，導致HCC細胞和腫瘤生長增強。FZR1是后期促進復合體或環體的共激活因子。FZR1作為E3泛素連接酶，可以調節有絲分裂和細胞周期的G1期。最近研究發現FZR1參與調控結直腸癌、乳腺癌、急性B淋巴細胞白血病和多發性骨髓瘤。NSUN2沉默抑制FZR1，誘導HCC細胞周期阻滯并增加細胞凋亡。NSUN2-KO細胞抑制胃癌細胞中FZR1的表達，這與HCC一致。但NSUN2-FZR1在HCC遷移和侵襲中的作用尚不清楚。此外，NSUN2在H19 lncRNA上引入m5C986以增強其穩定性。NSUN2缺失顯著降低H19 RNA的半衰期。H19 RNA的m5C修飾增強了其與腫瘤蛋白G3BP1的特異性結合，G3BP1與MYC mRNA結合并促進其衰變。相反，m5C修飾的H19 RNA可能與MYC mRNA競爭結合G3BP1，導致MYC積聚并促進HCC細胞發展。H19高表達和m5C修飾與HCC低分化相關。 此外，NSUN4和m5C識別蛋白（reader）ALYREF在HCC中上調，并與不良預后相關。 胃腸道腫瘤（Gastrointestinal cancer） 生物信息學分析顯示，所有m5C調控因子(除NSUN6外)在胃腸道腫瘤（GI）的病理分期為I至IV期的患者中的表達水平顯著上調，且除NSUN7外，m5C調控因子與較短的總生存期(OS)相關。m5C調控因子對ErbB和PI3K-Akt信號通路影響最大，BSK3B是m5C調控因子的重要潛在靶點。 在胃腸道腫瘤中，NSUN2突變率最高。在胃癌(GC)細胞中，小泛素樣修飾蛋白(SUMO)-2/3與NSUN2蛋白互作，促進其穩定并介導其入核。NSUN2通過m5c依賴和非依賴通路促進腫瘤進展。NSUN2被lncRNA forkhead box蛋白C2 (FOXC2)-AS1招募，以m5c依賴方式修飾FOXC2 mRNA。m5C識別蛋白YBX1與甲基化FOXC2 mRNA結合增強其穩定性，從而促進胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲。FOXC2作為一種致癌基因，在多種癌癥中過表達，促進細胞增殖并誘導上皮-間充質轉化(EMT)。此外，NSUN2通過在p57Kip2 mRNA的3-UTR引入m5C修飾，影響了p57Kip2轉錄穩定，從而抑制其表達并促進胃癌細胞增殖。p57kip2是CIP/Kip家族的CDK抑制劑，參與多種生物學過程，在胃癌中作為抗腫瘤因子發揮作用，并在多種癌癥中下調。此外，在NSUN2-KO GC細胞中，PIK3R1和PCYT1A mRNA表達下調，m5C peaks減少。對TCGA數據集的生物信息學分析顯示，磷脂酰肌醇-3激酶調節亞基1 (PIK3R1)和磷酸胞苷酰轉移酶1A (PCYT1A)的高表達與胃癌（GC）的不良預后相關。 此外，與癌旁組織相比，DNMT2在成人胃腸間質瘤（GIST）中顯著過表達。 結直腸癌（Colorectal cancer，CRC） 環狀RNA (Circular RNAs, circRNAs)是一類通過反向剪接產生的非編碼RNA。Circ NSUN2、NSUN2和NSUN5在CRC中上調并促進其進展。circNSUN2過表達促進CRC細胞轉移、遷移和增殖，并抑制腫瘤細胞凋亡。由YTH結構域1（YTHDC1）以m6A依賴性方式介導，circNSUN2從細胞核出核到細胞質，高水平circNSUN2通過形成circNSUN2/胰島素樣生長因子2 mRNA結合蛋白2（IGF2BP2）/HMGA2 RNA-蛋白三元復合蛋白來增強HMGA2（high-mobility group AT-hook 2 ）mRNA穩定性，導致CRC的肝轉移（LM）。此外，circNSUN2作為miRNA海綿靶向miR?181a?5p并下調其表達。致癌基因Rho相關卷曲螺旋蛋白激酶2（ROCK2）被miR?181a?5p下調。circNSUN2介導的miR?181a?5p對ROCK2負調控抑制促進CRC細胞的增殖和遷移，并抑制其凋亡。此外，circNSUN2靶向miR-296-5p并被alopperine（ALO）下調，從而上調CRC中miR-296-5 p的異常低表達。miR-296-5p與STAT3結合并抑制其表達，從而抑制CRC細胞的增殖并促進其凋亡。CircNSUN2沉默抑制CRC細胞增殖，其可以被miR296-5p抑制劑中和。ALO通過調控circNSUN2/miR-296-5p/STAT3通路以預防結直腸癌。 在癌癥標本中，NSUN2被蛋白質活化受體2（PAR2）和甲基化前mir-125b以m6A依賴方式激活，干擾其加工，從而降低mir-125b水平。Grb相關結合蛋白2（Gab2）介導細胞遷移，其被miR-125b抑制。miR-125b抑制增強了Gab2表達，從而促進細胞遷移。 NSUN5在CRC組織和細胞中上調。NSUN5-KO小鼠表現出細胞增殖的顯著減少和誘導的細胞周期停滯。GSEA提示NSUN5可能通過Rb-CDK信號通路促進癌癥細胞增殖。 神經膠質瘤（Glioma） 在低級別膠質瘤中，DNA和RNA的幾種m5C調控因子上調，包括NSUN3、TET2、DNMT2、ALYREF、DNMT3b、DNMT1、NOP2和NSUN2。此外，多種m5C調控因子與總生存期（OS）相關。NSUN4、NSUN7、DNMT1、DNMT3b、DNMT3a、NOP2和NSUN5與OS呈負相關，而NSUN6與OS呈正相關。在此基礎上，構建了一個由NSUN7、DNMT1、NSUN4和NSUN6組成的預后模型。 在人神經膠質瘤細胞系U87中，NSUN2通過調控自分泌趨化因子（ATX）-溶血磷脂酸（LPA）軸介導腫瘤細胞遷移。NSUN2在 ATX mRNA 3'-UTR的胞嘧啶2756位點甲基化，從而增強ATX mRNA翻譯。ATX-LPA通路介導癌癥細胞遷移。此外，ALYREF與甲基化的ATX mRNA互作，促進其從細胞核出核到細胞質。NSUN2-KO抑制U87細胞遷移，加入LPA后可回復遷移。 在體內神經膠質瘤模型中，NSUN5顯示CpG島啟動子區高甲基化，導致轉錄本減少和表觀遺傳學沉默。NSUN5沉默誘導了28S rRNA C3782位點甲基化缺失。在應激條件下，非甲基化狀態導致蛋白質合成的全面耗竭，同時激活特定的mRNA翻譯程序，導致NAD（P）H-醌脫氫酶1（NQO1）蛋白上調。NQO1過表達導致對NQO1靶點藥物敏感。因此，NSUN5表觀遺傳學沉默是膠質瘤的一個保護因子，與更好預后相關。 乳腺癌（Breast cancer） 在乳腺癌細胞和組織中，NSUN2 DNA低甲基化導致NSUN2 mRNA和蛋白過表達。NSUN2上調促進乳腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲，而NSUN2-KO抑制這些過程。在三陰性乳腺癌(TNBC)中，NSUN2表達上調，從而作為致癌因子；而NSUN6表達下調，作為抑癌因子。NSUN2和NSUN6影響乳腺癌的致瘤性和腫瘤免疫微環境(TIM)。此外，NSUN2和NOP2 mRNA的上調與乳腺癌患者較短的無病生存期顯著相關。 而李春來等研究表明NSUN6促進乳腺癌骨轉移，HER3被酪氨酸激酶(RTK)樣孤兒受體1 (ROR1)磷酸化。NSUN6被p-HER3招募導致MST1甲基化，從而影響MST1激酶活性并激活YAP。YAP在細胞核中的激活核積聚刺激與腫瘤細胞增殖和骨轉移相關的靶基因表達。 泌尿系腫瘤（Urinary tumor） 在膀胱尿路上皮癌（UCB）中，NSUN2和m5C識別蛋白YBX1表達上調，與UCB的T/N分期、腫瘤分級和患者較差的無病生存期呈正相關。NSUN2將m5C引入HDGF mRNA的3’UTR中，YBX1進一步招募ELAV1以穩定m5C修飾的mRNA以調控HDGF表達。NSUN2-KO和YBX1-KO T24細胞的侵襲和轉移能力顯著降低。HDGF作為多種癌癥的致癌基因，已被證明可促進癌癥侵襲。 在前列腺癌中，NOP2表達上調，通過EMT通路促進前列腺癌轉移和侵襲。NOP2是miR-PVT1和miR-542-3p的靶基因，由lncRNA LINC00963間接調控。此外，DNMT2在腫瘤細胞中的表達水平高于非腫瘤上皮細胞，在淋巴結轉移灶中的表達水平高于原發癌。在接受雄激素消融治療的患者中，DNMT2的表達也上調。 在腎透明細胞癌(ccRCC)中，腫瘤組織中NOP2和NSUN4的mRNA水平高于正常組織，而NSUN6和m5C eraser TET2的mRNA水平低于正常組織。4個m5C調節因子構成了決定患者預后的風險信號。腎透明細胞癌中NOP2高表達與低OS相關。另一項研究顯示，NSUN5、ALYREF、DNMT3b、DNMT3A、NSUN2、NOP2和DNMT1在ccRCC中表達上調，而NSUN3、NSUN4、NSUN7和TET2表達下調。該研究提出了由7個m5C調控因子組成的風險信號標簽：NOP2、NSUN2、NSUN3、NSUN4、NSUN5、TET2和DNMT3b。 其他癌癥（Other cancers） 在膽囊癌(gallbladder carcinoma，GBC)中，NSUN2在細胞和組織中的表達均上調。NSUN2基因沉默可抑制GBC細胞的增殖和腫瘤發生，而NSUN2基因過表達可促進膽囊癌細胞生長。RPL6通過調節NSUN2 mRNA的翻譯發揮致癌作用。在RPL6沉默細胞中，NSUN2蛋白水平降低，導致NSUN2 mRNA積累。 在肺鱗狀細胞癌(lung squamous cell carcinoma, LUSC)中，NSUN3和NSUN4表達上調并與不良預后相關。這些被用來構建預后風險信號。此外，NSUN3和NSUN4與6種主要免疫細胞浸潤相關。在肺腺癌中，體外實驗表明NOP2高表達或核糖核蛋白(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein, hnRNP) 異質性細胞更可能與低分化相關。NSUN3區域缺失在非吸煙者肺腺癌中常見，發生率為15%。 在皮膚黑色素瘤(cutaneous melanoma，CM)中，DNMT2、NSUN3、NSUN6、YBX1和NOP2差異表達并用于計算患者的風險評分。特別是NOP2上調和NSUN6下調與黑素瘤進展密切相關。 在食管鱗狀細胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)中，NSUN2過表達參與致癌作用。已知NSUN2受E2F轉錄因子1 (E2F1)正調控，并誘導生長因子受體結合蛋白2 (GRB2) mRNA的3'UTR發生m5C修飾。Lin-28同源B (LIN28B)識別GRB2修飾從而增強GRB2穩定性，通過GRB2上調激活PI3K/Akt和ERK/MAPK信號。另一項研究表明，NSUN2甲基化了一個新的lncRNA——NSUN2-甲基化lncRNA (NMR)。NMR促進食管鱗癌的轉移和侵襲，并增強其對順鉑的耐藥性，其機制可能與m5C修飾NMR抑制潛在mRNA甲基化相關。 在頭頸部鱗狀細胞癌(head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC)中，NSUN2表達顯著上調，與較短的OS以及細胞周期檢查點相關基因的表達相關。NSUN2可能受Klotho (KL)調控，其低表達與KL高表達和KL-DNA低甲基化呈正相關。NSUN2表達與T細胞活化評分呈負相關。NSUN2低表達和T細胞活化評分高的患者死亡率較高。 在下咽鱗狀細胞癌(hypopharyngeal squamous cell carcinoma, HPSCC)中，NSUN2的mRNA和蛋白水平均上調。NSUN2用m5C修飾TEA域轉錄因子1 (TEA domain transcription factor 1, TEAD1) mRNA的3'UTR，促進TEAD1表達，從而增強腫瘤細胞的增殖和侵襲。TEAD1協調并整合多個信號通路，其下調會影響多種癌基因的表達，這些癌基因參與調控腫瘤細胞的進展、轉移和對化療的耐藥性。 在胰腺癌（pancreatic cancer，PC）中，NSUN6表達水平顯著下調。過表達NSUN6可抑制胰腺癌細胞增殖并上調CDK10水平，提示NSUN6可能通過調控CDK10調控胰腺癌細胞生長。NSUN6高表達預示PC患者風險較低，預后較好。 m5C RNA甲基轉移酶在癌癥治療中的應用 盡管目前還沒有開發出m5C RNA甲基轉移酶的特異性抑制劑，但多種化學物質可以與這些甲基轉移酶互作以抑制癌癥進展。有研究表明，阿扎胞苷可以抑制DNMT2催化的tRNAAsp的C38甲基化，從而降低癌癥細胞的代謝活性。在乳腺癌細胞中，植物化學物質萊菔硫烷(sulforaphane, SFN)、熊果酸(ursolic acid, UA)和樺木酸(betulinic acid, BA)可以降低NOP2的表達，抑制細胞增殖，可能是由于干擾核糖體形成導致翻譯效率降低。 m5C RNA甲基轉移酶也參與調節癌癥細胞的耐藥性。在白血病中，RNA-m5C酶調節對5-阿扎胞苷（5-AZA）的敏感性和耐藥性。在5-AZ敏感的白血病細胞（ASLC）中，NSUN3和DNMT2直接與hnRNP互作，hnRNP參與5-AZ敏感性染色質結構形成，該結構形成對這些蛋白質的完整性至關重要的復合蛋白。在5-AZA耐藥白血病細胞（ARLC）中，NOP2、BRD4和RNA pol-II互作與形成對5-AZA具有耐藥性的活性染色質結構有關，但對BRD4和NOP2抑制高度敏感。此外，NSUN2和另一種tRNA甲基轉移酶甲基轉移酶1 (METTL1)，通過甲基化穩定tRNA，預防RTD，從而增強癌癥細胞對5-氟尿嘧啶（5-FU）的耐藥性，但Aurora-B對NSUN2的磷酸化會導致其酶活性降低。在膠質母細胞瘤中，NSUN2是NRF1（nuclear respiratory factor 1）的靶基因，其高表達與替莫唑胺（temozolamide，TMZ）治療耐藥性有關。在黑色素瘤中，NSUN5表達上調可用于預測黑色素瘤細胞對吡嗪衍生物c-Src抑制劑10a的敏感性。 DNMT2還參與調節與化療誘導衰老相關的對癌細胞的不良效應。 結論 本綜述總結了m5C RNA甲基轉移酶的分子機制和生物學意義，并討論了其在癌癥中的潛在作用。m5C RNA甲基轉移酶是將m5C引入多種RNA的修飾因子。在mRNA中，m5C修飾可以調控穩定性并介導出核和翻譯，而在ncRNA中，m5C修飾影響其穩定性、加工、切割、轉錄和翻譯。這些分子功能/過程的下游作用進一步介導各種細胞功能的調節，包括細胞增殖、分化、遷移、衰老、應激反應和炎癥。同時，m5C RNA甲基轉移酶也參與m6A催化，與m5C具有組合效應?？傊?，m5C甲基轉移酶是轉錄后的重要調控因子，其對癌癥的調控機制、預后功能和靶向治療的研究強調了其臨床應用的潛力和可行性。 盡管近年來m5C RNA甲基轉移酶在癌癥中的功能成為許多研究的焦點，但其認識仍遠不完整。目前尚無研究探討m5C甲基轉移酶之間的互作網絡，這可能導致癌癥中關鍵通路的調控機制被忽略。此外，一些m5C位點的特異性功能如NSUN2和NSUN6對tRNA甲基化以及NOP2對28S rRNA甲基化，尚未確定。目前研究大多集中在mRNA上，但NSUN5對rRNA的修飾以及NSUN2對lncRNA和miRNA的修飾表明非編碼RNA m5C修飾在癌癥發展中的潛力。對于具有多種底物的RNA甲基轉移酶，很難通過單基因沉默實驗來鑒定哪種RNA修飾引起表型變化，需要更精確的實驗設計來闡明其功能。此外，應該仔細檢查m5C修飾的的reader和eraser。與m6A修飾相比，目前對m5c相關調控因子的認識還很欠缺，難以全面描述其生物學過程和功能。在mRNA中，m5C水平(0.02-0.09%)低于m6A水平(0.4-0.7%)，需要開發出對m5C的更靈敏和更可靠的檢測方法。目前還尚未開發出特異性m5C RNA甲基轉移酶抑制劑作為抗腫瘤藥物。 盡管m5C RNA甲基轉移酶的研究有助于揭示RNA甲基化的機制和作用，但深入了解癌癥的發病機制和發展對于有效評估和治療患者至關重要。在此基礎上，未來關于m5C RNA甲基轉移酶的研究將涉及以下4個方面：
關于易基因RNA m5C甲基化測序(RNA-BS)技術 m5C是RNA百余種修飾中研究較多的一種。m5C存在于tRNA上時，可以對翻譯進行調節；存在于rRNA上時，可以對核糖體的生物合成進行質控；存在于mRNA上時，則可以影響mRNA的結構、穩定性及翻譯過程。 易基因提供適用于不同科研需求的m5C甲基化測序技術：
易基因科技建立的升級版m5C RNA甲基化測序服務，去除人rRNA后，剩余RNA經重亞硫酸鹽處理后，結合高通量NGS策略，可在全轉錄組范圍內單堿基分辨率地檢測基因m5C甲基化修飾分布。
技術優勢：
研究方向：
實驗策略：
易基因RNA m5C甲基化建庫測序示意圖 易基因科技提供全面的RNA甲基化研究整體解決方案。
參考文獻： Li M, Tao Z, Zhao Y, Li L, Zheng J, Li Z, Chen X. 5-methylcytosine RNA methyltransferases and their potential roles in cancer. J Transl Med. 2022 May 13;20(1):214. 相關閱讀： 科研速遞：RNA-BS揭示葉酸調控神經干細胞m5C修飾和mRNA翻譯機制 國人佳作：m5C高甲基化介導EGFR突變的非小細胞肺癌耐藥潛在機理 |
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