編輯推薦：
針對宮頸鱗狀細胞癌（CESC）中m6A修飾失調及其在腫瘤進展中作用機制不清的問題，研究人員聚焦于m6A閱讀器IGF2BP2，開展了一項功能性與機制性研究。研究發現IGF2BP2在CESC中高表達，并通過識別和穩定MYC mRNA促進腫瘤細胞增殖。機制上，IGF2BP2通過其KH3-4結構域與MYC mRNA的3'UTR結合，其敲低可觸發MYC的蛋白酶體途徑降解。該研究揭示了IGF2BP2-MYC軸是CESC的關鍵致癌通路，為靶向m6A調控因子的精準治療提供了新思路。
在女性生殖系統惡性腫瘤的圖譜中，宮頸癌長期占據著發病率和死亡率的顯著位置，其中宮頸鱗狀細胞癌（Cervical Squamous Cell Carcinoma, CESC）構成了最主要的病理類型。盡管人乳頭瘤病毒（HPV）感染被公認為關鍵致病因素，但病毒的入侵并非癌癥故事的終點，而只是序幕的拉開。越來越多的證據表明，表觀遺傳調控的紊亂是驅動腫瘤發生與發展的一只看不見的手。在RNA層面的各種修飾中，N6-甲基腺苷（m6A）作為信使RNA（mRNA）上最豐富、最動態的化學修飾之一，如同RNA分子上的“標點符號”，精密調控著其命運，包括剪接、輸出、穩定性和翻譯。這個修飾體系的“讀寫擦”蛋白——甲基轉移酶（Writer）、去甲基化酶（Eraser）和識別蛋白（Reader），共同構成了一個復雜的調控網絡。已有研究表明，m6A及其調控蛋白在多種癌癥中扮演著重要角色，但在宮頸鱗狀細胞癌這片領域，其具體的作用模式和關鍵的執行分子仍籠罩在迷霧之中，尤其是哪些m6A識別蛋白（Reader）是推動CESC進展的核心引擎，尚不明確。為了撥開這片迷霧，探究m6A調控在CESC中的具體機制，并為這種疾病的治療尋找新的潛在靶點，研究人員將目光投向了一個候選分子——胰島素樣生長因子2 mRNA結合蛋白2（IGF2BP2）。
IGF2BP2是IGF2BPs蛋白家族的一員，作為m6A識別蛋白，它以其獨特的功能而聞名：通常不促進mRNA降解，而是增強其穩定性和翻譯效率，從而扮演癌基因的角色。本研究旨在系統揭示IGF2BP2在CESC中的表達情況、生物學功能及其下游的作用機制。研究成果最終發表于控制領域國際權威期刊《Automatica》，為理解CESC的表觀轉錄組調控提供了新的見解。
為了開展這項研究，團隊運用了多種關鍵技術方法。首先，通過生物信息學分析公共數據庫（TCGA-CESC和GTEx）的數據，驗證了IGF2BP2在CESC組織中的表達水平及其與患者預后的相關性。在功能研究層面，利用小干擾RNA（siRNA）和小發夾RNA（shRNA）技術在CESC細胞系（如SiHa和C33A）中敲低IGF2BP2，并通過細胞計數試劑盒8（CCK-8）實驗、5-乙炔基-2‘-脫氧尿苷（EdU）摻入實驗、集落形成實驗以及裸鼠皮下成瘤實驗，在體外和體內評估了IGF2BP2對腫瘤細胞增殖能力的影響。在機制探索中，研究采用了RNA測序（RNA-seq）結合基因集富集分析（GSEA）來尋找受IGF2BP2調控的關鍵通路和靶基因。通過RNA免疫沉淀（RIP）實驗和熒光素酶報告基因實驗，證實了IGF2BP2與候選靶基因MYC mRNA的直接結合及其對MYC 3‘非翻譯區（3’UTR）活性的影響。進一步，通過放線菌素D（ActD）實驗檢測mRNA穩定性，以及利用蛋白質合成抑制劑環己酰亞胺（CHX）和蛋白酶體抑制劑MG132處理細胞，探究了IGF2BP2調控MYC表達的層面（轉錄后穩定性和/或蛋白穩定性）。此外，還通過構建IGF2BP2的不同結構域缺失突變體，定位了其與MYC mRNA相互作用的關鍵功能域。
本研究的結果通過一系列嚴謹的實驗逐步展開，揭示了IGF2BP2在CESC中的致癌作用及其分子機制。
IGF2BP2在宮頸鱗狀細胞癌中高表達并與不良預后相關
研究人員首先通過分析癌癥基因組圖譜（TCGA）中CESC的數據發現，與正常組織相比，IGF2BP2在CESC腫瘤組織中的mRNA表達水平顯著升高。這種高表達狀態具有重要的臨床意義，生存分析顯示，IGF2BP2高表達的CESC患者總體生存期更短。在蛋白水平上，利用人類蛋白質圖譜（HPA）數據庫的免疫組化圖片進行驗證，同樣觀察到IGF2BP2在CESC組織中的蛋白表達高于正常宮頸組織。這些數據共同表明，IGF2BP2在CESC中是一個潛在的癌基因，其過表達預示著更差的臨床結局。
敲低IGF2BP2抑制宮頸鱗狀細胞癌細胞的體外增殖和體內成瘤能力
為了證實IGF2BP2的生物學功能，研究團隊在CESC細胞系SiHa和C33A中敲低了IGF2BP2的表達。功能喪失性實驗結果表明，敲低IGF2BP2能顯著抑制細胞的活力、DNA復制活性（EdU陽性細胞比例減少）以及長期集落形成能力。為了在更接近生物體的環境中驗證這一發現，他們構建了穩定敲低IGF2BP2的SiHa細胞系，并將其接種到裸鼠皮下。體內實驗結果顯示，與對照組相比，敲低IGF2BP2的腫瘤生長速度明顯減慢，最終形成的移植瘤體積和重量都顯著減小。這些體外和體內實驗一致證明，IGF2BP2是維持CESC細胞增殖和腫瘤生長所必需的因子。
IGF2BP2通過調節MYC促進宮頸鱗狀細胞癌細胞的增殖
接下來，研究深入探索IGF2BP2發揮作用的下游機制。對敲低IGF2BP2的細胞進行RNA-seq分析，結果顯示MYC是下調最顯著的基因之一。MYC是一個眾所周知的強大癌基因。后續驗證實驗證實，在mRNA和蛋白水平上，敲低IGF2BP2均導致MYC表達下降。更重要的是，回補（Rescue）實驗表明，當在敲低IGF2BP2的細胞中同時過表達MYC，可以部分恢復被抑制的細胞增殖能力。這直接證明了MYC是IGF2BP2下游發揮作用的關鍵效應分子。
IGF2BP2通過其KH3-4結構域結合并穩定MYC mRNA
機制層面的探索揭示了IGF2BP2調控MYC的具體方式。RNA免疫沉淀（RIP）實驗證實IGF2BP2蛋白能夠直接結合MYC的mRNA。雙熒光素酶報告基因實驗進一步將結合區域定位在MYC mRNA的3‘非翻譯區（3’UTR）。那么，這種結合產生了什么后果呢？mRNA穩定性檢測實驗（ActD實驗）發現，敲低IGF2BP2會加速MYC mRNA的降解，表明IGF2BP2通過結合來維持MYC mRNA的穩定性。此外，研究還發現敲低IGF2BP2不僅降低了MYC mRNA水平，還促進了MYC蛋白通過蛋白酶體途徑的降解。最后，通過構建并測試IGF2BP2的不同RNA結合結構域（KH domains）缺失突變體，研究確定其KH3和KH4結構域對于結合并穩定MYC mRNA至關重要。
討論與結論
本研究的討論部分對上述發現進行了整合與升華，強調了其重要意義。研究首次系統性地揭示了m6A閱讀器IGF2BP2在宮頸鱗狀細胞癌中的關鍵作用。結論明確指出，IGF2BP2在CESC中呈現高表達，并且是驅動腫瘤細胞增殖所必需的癌基因。其核心機制在于，IGF2BP2通過其KH3-4結構域直接結合MYC mRNA的3‘UTR，從而雙重保障MYC這個核心癌基因的表達：一方面穩定MYC mRNA，防止其被快速降解；另一方面，可能通過尚未完全闡明的機制，抑制MYC蛋白的蛋白酶體降解途徑。這構成了一個強有力的IGF2BP2-MYC致癌軸。
這一發現具有多重重要意義。首先，它在學術上深化了我們對CESC表觀轉錄調控的理解，將m6A修飾與經典的MYC致癌通路緊密聯系起來，為CESC的發病機制提供了新的視角。其次，在轉化醫學層面，IGF2BP2和MYC都被認為是“難以成藥”的靶點，而本研究揭示的IGF2BP2-MYC調控軸，提示干預二者之間的相互作用界面（例如，破壞IGF2BP2的KH結構域與MYC mRNA的結合）可能成為開發新型特異性抗癌藥物的突破口。最后，IGF2BP2的高表達與患者不良預后相關，提示其可能作為CESC潛在的生物標志物，用于風險分層和預后評估。綜上所述，這項工作不僅闡明了IGF2BP2通過調控MYC驅動宮頸鱗狀細胞癌進展的精確分子機制，也為開發針對該通路的新型治療策略奠定了堅實的理論基礎。
