文章信息
发表期刊：Signaltransductionandtargetedtherapy
影像因子：40.8
中科分区：医学1区Top
发表时间：2024.03.27
[if !supportLists]1.2 [endif]引言
细胞代谢是一个复杂的网络，可以满足细胞的生物能量和生物合成需求，免疫细胞代谢又会受到发育阶段和免疫学背景的显著影响。转录后调控中的RNA修饰显著决定RNA命运，进而影响细胞活动，综述中介绍了主流研究的8种RNA修饰（m6A、m1A、m5C、ac4C、m7G、Ψ、A-to-I），并全面描述这些RNA修饰对不同健康和疾病背景下对代谢的调节作用（葡萄糖、脂质、氨基酸和线粒体代谢）；综述强调RNA修饰对免疫代谢的调节会进一步影响免疫反应，RNA修饰可以通过细胞内外调控机制（信号传导和组织微环境）影响免疫代谢。代谢调控的多组学分析（RNA修饰），可以精准论述RNA修饰对不同条件下的代谢的调节作用，本篇为涵盖健康和疾病背景的表观遗传-代谢相互作用的全面综述。
Tips：阅读小建议：篇幅较长，可以根据需要查看相应章节
模块一：RNA修饰和常见的8种RNA修饰（m6A、m6Am、m1A、 m5C、ac4C、m7G、Ψ、A-to-I）结构、作用（剪切、定位、降解和翻译等）及测序技术（meRIP-seq、miCLIP等）和数据库概述（结构数据库、表观作用数据）。
模块二：RNA修饰和细胞代谢的关联：葡萄糖代谢、脂类代谢、线粒体代谢、氨基酸代谢
模块三：RNA修饰和免疫代谢的关联
模块四：RNA修饰的临床意义
结论展望：RNA修饰测序方法的优化目标；RNA修饰数据库的搭建；靶向RNA修饰药物的优势和挑战。
RNA修饰类型有170多种（自1950s首次记录以来），普遍存在于mRNA和ncRNA中，一般情况下RNA修饰都是可逆的，deposited,removedandrecognized三个组件调控了RNA修饰的发生、调控和消除；RNA修饰会显著影响RNA命运（剪切、定位、降解和翻译等），进而通过调节基因表达来广泛参与各种细胞过程。
RNA修饰中，Ψ是最早发现的第一个RNA修饰类型，后续逐渐在各种RNA中发现了170多种RNA修饰，其中mRNA中主要是m6A，tRNA中修饰数量最多，平均每个分子上诱13个修饰；RNA修饰的作用可以概括为维持三级结构和促进密码子-反密码子的识别；rRNA会在没有假尿苷和2′-O-甲基的情况下被中断；lncRNA中的修饰主要会影响lncRNA的稳定性、蛋白相互作用和亚细胞分布等；snRNA包含2′-O-甲基、假尿苷和碱基甲基化，参与RNA剪接反应；目前，主流的商业流程尚无法对smallRNA上的修饰进行全面定量和定位。
RNA修饰的主要类型
可逆修饰（化学侧链上较小规模的修饰，包括甲基化和大分子附属物）和非可逆修饰（RNA编辑、剪切），化学修饰发生在许多类型的RNA上，并调节RNA代谢的每个环节。m6AN6-甲基腺苷、m6AmN6,2′-O-二甲基腺苷、m5C5-甲基胞嘧啶、m1AN1-甲基腺苷、m7G7-甲基鸟苷、ac4CN4-乙酰胞苷、ψ假尿嘧啶、A-to-I编辑腺苷-肌苷RNA编辑、CDS编码序列、UTR非翻译区、pri-miRNA原代microRNA、pre-miRNA前体microRNA。其中8种修饰的化学结构和分布如下：
[if !supportLists]1) [endif]m6A：腺苷碱基在N-6位点的甲基化，靶向共有序列DRACH（D=G、A或U;R=G或A;H=A、C或U），主要富集在mRNA的CDS和3’UTR区域以及大数据ncRNA上也存在（rRNA、lncRNA、circRNA等，因此m6A-seq最好进行rRNA去除），m6A可以显著影响哺乳动物中的各种生命活动（DNA损伤反应、细胞周期、昼夜节律等），METTL-YTHDF-HNRNPG家族（存在多种同源蛋白的调控）调控了m6A的写入-读取-擦除；m6A的修饰会广泛影响不同RNA类别的命运，进而调控细胞过程：mRNA（剪切、输出、稳定、降解和翻译）、rRNA（翻译）、lncRNA（RNA-蛋白相互作用、稳定性）、circRNA（细胞质输出、翻译和退化）；以前的研究中主要是集中在mRNA上，但ncRNA上的m6A修饰显然也有很大的研究价值。
[if !supportLists]2) [endif]m6Am：N6位点在2′-O-甲基化腺苷处被甲基化共转录，主要在哺乳动物中的mRNA和snRNA中的5’帽位置，不同细胞类型中的m6Am的含量为（10%-50%）；宿主PCIF1（核心是甲基转移酶结构和螺旋结构域）安装到病毒RNA上的m6Am介导了免疫逃逸；METTL-PCIF1-FTO（唯一酶）介导了m6Am的调控流程；5’帽位置的m6Am可以调节mRNA的稳定性和翻译（PCIF1催化了帽结构中的m6Am），但目前针对m6Am的研究还是基于m6A-seq的流程，无法有效阐述m6Am修饰在基因表达中的调控作用。
[if !supportLists]3) [endif]m1A：N1位腺苷甲基化，已经在mRNA、lncRNA、rRNA和tRNA中发现，主要是tRNA（主要是线粒体中），同时m1A经过“Dimroth重排”可以转化为“m6A”，m1A和m6A也有一些共同调控因子，一些病毒RNA的特定区域可以鉴定到m1A；TRMT-YTHDF-ALKBH介导了线粒体RNA中的m1A修饰，其中FTO可以在tRNA中去除m1A。m1A（正电荷）会影响RNA碱基配对，影响RNA结构，进而影响翻译的起始或延伸过程：其中tRNA、mt-tRNA上的m1A可以促进翻译，CDS上的m1A抑制翻译，rRNA中的m1A与翻译起始有关。
[if !supportLists]4) [endif]m5C：主要存在于tRNA、rRNA、mRNA、eRNA和miRNA中，m5C修饰在RNA稳定、输出和翻译中有着重要的作用，m5C修饰主要存在于不同真核生物受精卵的母体mRNA上，调节小鼠、斑马鱼和果蝇的胚胎发生；NSUN/DNMT-ALYREF/YBX-TET/ALKBH介导了m5C修饰，同时YTHDF2可调节m5C修饰的rRNA的成熟。
[if !supportLists]5) [endif]ac4C：胞嘧啶N4位置的乙酰化，主要存在于tRNA、rRNA和mRNA上（主要是rRNA），不同RNA中作用不同：rRNA（维持翻译准确性）、tRNA（热稳定性）、mRNA-CDS（增强翻译）；ac4C修饰在细胞周期、炎症反应和病毒感染中有重要作用；NAT10写入ac4C修饰，目前还未发现ac4C擦除蛋白（因此尚未确定是否修饰可逆）。
[if !supportLists]6) [endif]m7G：鸟嘌呤在N7位的RNA甲基化，m7G已在mRNA、tRNA和rRNA的内部位置被发现，可变环区的tRNA的m7G46是最普遍的m7G甲基化位点，METTL/WDR-eIF4E/CBC调控了m7G的修饰调控，擦除蛋白尚未发现，同时对m7G的调节具体是通过调节RNA结构还是募集蛋白来发挥作用尚不明晰。
[if !supportLists]7) [endif]Ψ：鸟苷的5-核苷异构体，是最早发现且最丰富的RNA修饰，主要存在于tRNA、rRNA和各种snRNA中，物种间高度保守，广泛的分布决定了它在表达调控、和细胞程序调控等方面具有重要作用，PUS/DKC1调控了假尿苷化，但是读取蛋白和擦除蛋白尚未发现（推测：C5-C1′键使假尿苷化不可逆），因此阐明Ψ是否可逆将是未来的关键方向之一。
[if !supportLists]8) [endif]RNA编辑-A-to-I：是一种RNA编辑（主要是A-to-I，然后被翻译机制识别成G），从而改变DNA的编码信息，于1986年首先在锥虫线粒体mRNA中发现，现在已经在tRNA、rRNA和miRNA均有发现，A-to-I编辑参与干细胞干性调节、神经发育以及免疫反应等，ADAR(AludsRNA)调控A-to-I,A-to-I编辑的结果主要是：选择性剪切、非同义氨基酸替换、核保留和mRNA降解，同时ADAR1可以通过与Dicer形成复合物来促进miRNA加工和RNA干扰（RNAi）功效；RNA编辑（主要是A-to-I），已成为矫正疾病突变、调节基因表达和蛋白质功能的有力工具，短暂的药效学反应可以用于治疗多种疾病（包括病毒感染、肥胖和炎症等）。
[if !supportLists]1.3.2 [endif]RNA修饰数据库
主要包括15个修饰数据库：其中2个集中在RNA修饰的生化特征上，用于阐明生物学作用；可逆RNA修饰数据库，进一步分为综合和类型特异性、以及不可逆RNA修饰数据库
RNAMDB:提供109种RNA修饰核苷的基本化学特征。
MODOMICS:最全面的RNA修饰途径资源。
m6A-Atlas:解析m6A表观转录组的综合知识库。
m7GHubv2.0:研究mRNA内部m7G修饰的资源。
m5C-Atlas:解码和注释m5C表观转录组的数据库。
MeT-DBv2.0:研究m6A的数据库。
RMBasev2.0:从表观转录组测序数据中解码RNA修饰图谱的数据库。
REPIC:具有细胞系或组织特异性的m6A甲基组图谱。
CVm6A:可视化和探索细胞系中全球m6A模式的数据库。
RMVar:涉及RNA修饰的功能变异数据库。
RMDisease:揭示疾病相关变异与表观转录组扰动之间关系的数据库。
REDIdb:专门针对植物细胞器中RNA编辑修饰的数据库。
RADAR:严格注释的人类、鼠和蝇中的A-to-IRNA编辑数据库。
DARNED:集中于人类A-to-I编辑的RNA编辑数据库。
REDIportal:人类组织中A-to-I编辑的最大专门存储库。
[if !supportLists]1.3.3 [endif]RNA修饰的测序方法
测序方法主要包括两类：1.基于抗体或化学标记来捕获修饰的RNA片段，例如用于m6A分析的meRIP-seq；2.在修饰的碱基上使用酶辅助反应或特异性化学反应，例如Ψ的Pseudo-seq。这些反应导致修饰碱基前后的碱基缺失、替换或截断。
MeRIP-seq(m6A-seq):基于抗体介导的m6A特异性测序方法。
miCLIP系列:m6A和m6Am的单核苷酸分辨率交联和免疫沉淀方法。
PA-m6A-seq:光交联辅助的m6A测序。
m6A-REF-seq:基于m6A敏感RNA核糖核酸内切酶的抗体非依赖性m6A作图。
DART-seq:针对修饰位点附近脱氨的m6A无抗体方法。
m6ACE-seq:m6A交联核酸外切酶测序方法。
m6A-SEAL-seq:FTO辅助的m6A选择性化学标记方法。
m6A-label-seq:一种m6A的代谢标记方法。
m1A-seq:以单核苷酸分辨率定位m1A的方案。
m1A-ID-seq:基于免疫沉淀的m1A分析方法。
m1A-map:一种m1A的掺入错误辅助分析方法。
Aza-IP:5-氮杂胞苷介导的RNA免疫沉淀。
亚硫酸氢盐测序:一种m5C的RNA亚硫酸氢盐测序方法。
m5C-RIP-seq:使用RNA免疫沉淀进行m5C分析。
Pseudo-seq:一种全基因组、单核苷酸分离的假尿苷方法。
Ψ-seq/Psi-seq:Ψ转录组范围定量定位的方案。
CeU-seq:N3-CMC富集的Ψ测序方法。
m7G-MeRIP-seq:m7G甲基化免疫沉淀测序方法。
m7G-MaP-seq:高通量m7G突变分析测序。
m7G-miCLIP-seq:m7G个体核苷酸分辨率交联和测序法免疫沉淀。
ac4C-RIP-seq:全转录组ac4C靶向RNA免疫沉淀测序。
ac4C-seq:用于ac4C定量单核苷酸分辨率映射的方案。
ICE-seq:采用深度测序法的肌苷化学擦除方法。
[if !upportLists]1.4 [endif]模块二：RNA修饰和细胞代谢
细胞代谢是一个涉及到多种生化反应的复杂网络，肿瘤和代谢疾病中中会出现“代谢重编程”的现象，这种代谢适应性是细胞与环境之间的相互作用，在这个过程中，表观修饰以环境以来性方式来调节细胞-环境关系。针对上述代谢异常的治疗主要包括针对核苷酸和不针对核苷酸的药物治疗，临床实验中主要是核苷酸类似物进行治疗。免疫代谢（免疫细胞在分化和激活过程中的代谢变化）的领域开发，可以为癌症、自身免疫和代谢疾病提供新的治疗策略。恶性细胞中，“代谢重编程”与肿瘤发生、进展、转移和化疗耐药有关，在这些病理学中，失调的RNA修饰通过靶向代谢酶、转运蛋白、代谢相关因子或通路参与代谢改变；如下总结了失调的RNA修饰如何影响葡萄糖、脂质、氨基酸和线粒体代谢的过程以及代谢对RNA修饰的影响。
[if !supportLists]1.4.1 [endif]葡萄糖代谢
葡萄糖是细胞的主要能量来源，代谢途径主要包括有氧氧化、厌氧消化、磷酸戊糖途径（PPP）、糖原合成和糖异生；糖酵解是生物体中基本的能量产生过程，其中葡萄糖分解成丙酮酸，自由能释放到ATP中；糖异生是指细胞从乳酸、甘油和氨基酸等非糖前体合成葡萄糖或糖原的过程。RNA修饰已经被证实通过直接或间接作用调节糖酵解相关基因进而调控葡萄糖代谢途径。
os：关键的糖酵解酶（己糖激酶（HK）、烯醇化酶（ENO）、醛缩酶A（ALDOA）、丙酮酸激酶同工酶M1/2（PKM1/2）、丙酮酸脱氢酶激酶（PDK）、乳酸脱氢酶（LDH）和葡萄糖转运蛋白（GLUT））是RNA修饰因子失调的关键靶标，通常在各种病理中上调。
[if !supportLists]1.4.1.1 [endif]糖尿病
2型糖尿病（T2D）的特征是胰岛素抵抗和高血糖症，胰岛β细胞的功能完整性对于葡萄糖稳态是必不可少的。高葡萄糖浓度可降低人和小鼠胰岛中的m6A水平，m6A修饰在胰腺β细胞中有重要作用（DeJesusDF，2019）；敲除METTL14表现为β细胞增殖减少和胰岛素脱颗粒，加速糖尿病的发生；YTHDF2介导的m6A修饰抑制了聚（ADP-核糖）聚合酶1（PARP1）的表达；FOXO1作为糖异生中必需的转录因子，已被验证为FTO的直接底物。潜在的FTO抑制剂恩他卡朋在体内引发降糖功能。
[if !supportLists]1.4.1.2 [endif]癌症
葡萄糖代谢异常，表现为糖酵解活性增强和乳酸发酵，是肿瘤代谢重编程的基本组成部分。针对癌症中的表观修饰异常的研究主要从三大组件（转移、读取、擦除）展开，并展开上下游研究。METTL（转移）中主要研究的是METTL3/METTL14；METTL3诱导的m6A在不同癌症中直接上调各种糖酵解酶的表达，METTL3还对其他代谢相关靶标施加广泛调节以激励糖酵解。METTL3还可以通过Hippo通路下游YAP调节乳腺癌（BRCA）的糖酵解和肿瘤发生。在机制上，YTHDF2加速了m6A修饰的LATS1mRNA的降解，从而减少了YAP/TAZ的磷酸化并激活了它。METTL14对肿瘤葡萄糖代谢产生负面影响；CRC（结直肠癌）中，METTL14通过pri-miR-6769b和pri-miR-499a的YTHDF2依赖性加工抑制糖酵解，分别减弱SLC2A3和PGAM1的表达。GC（胃癌）中，WTAP靶向HK2mRNA的3’UTR，增加其在GC中稳定性；
YTHDF（读取）中YTHDF1通过稳定转录本或启动多种癌症中的翻译来积极控制糖酵解；YTHDF2确实在重编程糖酵解代谢中发挥着多种作用，其基本原理有待进一步阐明；YTHDF3通过提高PFKL表达促进HCC细胞的有氧糖酵解。
FTO和ALKBH5（擦除蛋白）通常在癌症中具有双重调节作用：例如ALKBH5增强G6PDmRNA的稳定性，从而激活PPP并促进胶质瘤细胞增殖，但是在HER2耐药的BRCA细胞中，ALKBH5通过保护GLUT4mRNA免受YTHDF2介导的衰变来刺激糖酵解（LiuH，2022）。
[if !supportLists]1.4.2 [endif]脂类代谢
脂质是生物膜的重要组成部分，是生物合成的组成部分，也是重要的能量储存，根据综合分类系统分为：脂肪酰基（FA）、甘油脂（GL）、甘油磷脂（GP）、鞘脂（SP）、甾醇脂质（ST）、异戊烯醇脂质（PR）、糖脂（SL）、聚酮（PK）。对于脂质代谢，FA合成中的关键酶（脂肪酸合成酶（FASN）、乙酰辅酶A羧化酶（ACC）、硬脂酰辅酶A去饱和酶1（SCD1）和ACLY），是RNA修饰的重要靶标。
[if !supportLists]1.4.2.1 [endif]肥胖
肥胖是遗传和环境因素的结果，其中RNA修饰等表观调控起着重要作用；人脂肪组织的转录组表达数据显示，几种m6A修饰相关因子（WTAP、VIRMA、ALKBH5和YTHDC1）与肥胖和临床变量相关，METTL3的SNP多态性与BMI（体重指数）显著相关；METTL3/m6A/YTHDF2（转移、读取）介导细胞周期蛋白D1（CCND1）mRNA的衰变，以阻断细胞周期进程并抑制脂肪生成。FTO（擦除）在脂肪生成和肥胖易感性中起关键作用，同时，锌指蛋白（ZFP217）通过FTO/m6A/YTHDF2轴调节脂肪生成。
[if !supportLists]1.4.2.2 [endif]非酒精性脂肪肝（NAFLD）
代谢紊乱是NAFLD病理机制的重要组成部分；NAFLD模型中，靶向METTL3/14上调ACLY和SCD1水平，可以促进胆固醇产生和脂滴沉积；过表达FTO可以显著增强体外脂肪生成和氧化应激。ALKBH5依赖性去甲基化通过稳定LINC01468驱动脂肪生成和NAFLD-HCC进展，从而加速肌醇多磷酸酶样1（INPPL1，SHIP2）的cullin4A（CUL4A）连接降解。YTHDF3通过以m6A依赖性方式促进过氧化物还原蛋白3（PRDX3）翻译来抑制肝纤维化和HSC激活。
[if !supportLists]1.4.2.3 [endif]动脉粥硬化（AS）
在AS的发生过程中，RNA修饰在脂质沉淀和纤维帽形成中起关键作用；RNA修饰通过调节炎症细胞浸润和免疫反应参与AS的发展，包括血管内皮细胞、巨噬细胞核血管平滑肌细胞。METTL14通过修饰lncRNAZFAS1减少胆固醇外流并增强动脉粥样硬化斑块炎症；FTO通过影响脂质代谢对血管稳态特性产生各种影响，FTO通过下调PPARγ表达抑制巨噬细胞脂质内流，并通过AMPK磷酸化促进胆固醇外流，从而改善泡沫细胞的形成和AS的发展。
[if !supportLists]1.4.2.4 [endif]癌症
脂肪酸的活化从头合成是一种必需的能量来源，增强的FAO有助于ATP的产生和细胞内ROS的减少；重塑的脂质代谢可以通过调节铁死亡、实现转移和侵袭以及与TME（肿瘤微环境）中的其他标志物串联来促进肿瘤发展。过表达FTO增强肝脏中的脂肪生成和脂滴增大，并通过SREBP1c通路抑制CPT1介导的FAO。FTO依赖性m6A去甲基化间接升高SREBP1c表达，从而激活下游脂肪生成基因。ALKBH5以IGF2BP1依赖性方式减弱SIRT3mRNA的稳定性，进一步降低ACC1水平抑制其脱乙酰化，从而抑制脂肪酸合成以调节CESC脂质代谢。YTHDF2靶向关键脂肪生成基因的m6A标记转录物以诱导其降解，从而抑制肝脂肪变性。
高丰度m5C修饰的基因在与脂肪生成减少和肌生成改善相关的通路中富集：ALYREF识别了YBX2和SMO上的m5C靶点，并介导了从细胞核到细胞质的穿梭，从而调节脂肪生成和肌生成，暗示了代谢紊乱疾病的新型治疗方法；m5C写入器NSUN2通过靶向CDKN1AmRNA并募集ALYREF以促进其核输出来促进脂肪生成，从而加速细胞周期进程以促进前脂肪细胞中的脂质积累（Yang，2023）。在HCC中，m1A甲基转移酶复合物TRMT6/TRMT61A促进PPARδ翻译，从而增强胆固醇合成以启动Hedgehog信号传导，最终驱动肝脏CSCs的自我更新和肿瘤发生。
[if !supportLists]1.4.3 [endif]线粒体代谢
线粒体是细胞的代谢中心，在肿瘤中有着不可或缺的作用，除糖酵解外，OXPHOS和线粒体依赖性能量供应也是维持某些肿瘤细胞干性的关键。METTL3/m6A/YTHDF2介导的PGC-1α以及细胞色素c（CYCS）和NADH泛醌氧化还原酶亚基C2（NDUFC2）的降解，诱导线粒体功能障碍和oxLDL诱导的单核细胞炎症。在成肌细胞分化过程中，FTO根据其m6A去甲基化酶活性正调节mTOR-PGC-1α通路介导的线粒体生物发生。RNA结合蛋白RALY是HNRNPC亚家族的一员，通过METTL3介导的m6A修饰增强了pri-miRNA加工，通过下调CRC细胞中的电子传递链（ETC）基因进一步重编程线粒体代谢。RALY的耗竭在体内和类器官模型中显示出对肿瘤生长和发育的有效抑制（sun，2021）。
[if !supportLists]1.4.4 [endif]氨基酸代谢
氨基酸除了合成肽和蛋白外，还通过脱氨或转氨作用分解以产生合成代谢的部分产物，例如TCA循环中的α-酮酸；谷氨酰胺是肿瘤代谢重塑的一个重要特征。癌症通常对某些非必需氨基酸具有影响缺陷型，因此针对这些氨基酸的供应控制可以作为一种有效的治疗手段。FTO介导的m6A去甲基化上调谷氨酰胺转运蛋白SLC1A5的表达，FTO抑制仅抑制独立于HIF的VHL缺陷型ccRCC细胞的增殖和活力。在CRC中，YTHDF1与谷氨酰胺酶（GLS）mRNA的3'UTR结合并诱导翻译促进，导致谷氨酰胺摄取增强，进一步介导化疗耐药，靶向YTHDF1有效地使CRC细胞对顺铂重新敏感。
综上所述，许多蛋白质和RNA修饰介导的代谢和各种疾病进展有关；RNA修饰广泛调节多种疾病中的代谢途径，包括包括葡萄糖（绿框）、脂质（蓝框）、氨基酸和线粒体（黄框）代谢。如图所示，胃癌（GC）、结直肠癌（CRC）、肝细胞癌（HCC）、急性髓性白血病（AML）和乳腺癌（BRCA）与RNA修饰介导的代谢失调尤其相关。
[if !supportLists]1.5 [endif]模块三：RNA修饰和免疫代谢
免疫代谢涉及活化免疫细胞（类似于恶性细胞的方式代谢）和静息免疫细胞（从FAO和Krebs循环中获得能量）之间的区别；如下描述了不同免疫细胞亚群的相应代谢模式。RNA修饰如何调节免疫代谢的当前发现：一方面，RNA修饰参与免疫细胞的内在代谢适应，进一步影响免疫细胞的功能和状态。另一方面，RNA修饰可以介导TME中葡萄糖缺乏和高乳酸诱导的免疫细胞的多种表型改变。
[if !supportLists]1.5.1 [endif]抗肿瘤免疫
肿瘤免疫微环境（TIME）概念强调免疫细胞、肿瘤细胞和免疫系统中其他成分之间的相互作用，通过营养消耗和代谢物释放影响免疫反应为了维持快速增殖，肿瘤细胞消耗大量的葡萄糖、谷氨酰胺和精氨酸等其他氨基酸，通常构成免疫细胞的不利居住环境。普遍认为肿瘤细胞诱导的葡萄糖耗竭会导致免疫抑制TME。METTL3被认为是通过靶向mTOR/NF-κB介导的代谢适应来调节M1巨噬细胞活化的首要候选者。m6A修饰是通过YTHDF2介导的m6A修饰的STAT1mRNA降解来抑制糖酵解和M1巨噬细胞极化，从而进一步减弱糖酵解相关基因的表达。
[if !supportLists]1.5.2 [endif]抗病毒免疫
传染病的发病机制由免疫系统自身的缺陷和病原体的免疫逃逸两部分组成。病毒RNA上存在的特异性RNA修饰（主要是m6A、m5Cac4C、Ψ和RNA编辑）会影响病毒的RNA感应和信号传导；同时RNA修饰通过调节免疫细胞功能来影响宿主对病毒感染的反应。
[if !supportLists]1.5.3 [endif]炎症和自身免疫性疾病
炎症反应式通过协调调节的基因表达程序实现的（急性和慢性），机体为了响应内外环境变化（微生物、过敏、自身免疫、代谢失调和物理损伤），会产生不同类型的炎症（Hawiger，2019）。RNA修饰在炎症和抗炎基因表达中的调节作用已经得到验证。m6A修饰参与自身免疫性疾病的发病机制：METTL3在RA患者中显著上调，并与RA疾病活动的两个常见标志物CRP和ESR呈正相关；m6A甲基化有助于增强HDGF的表达，从而增加M1中的糖酵解和脂质积累，从而加重动脉粥样硬化的进展。
[if !supportLists]1.6 [endif]模块四：RNA修饰的临床意义
[if !supportLists]1.6.1 [endif]代谢治疗的RNA修饰和治疗反应
目前的代谢药物，在临床上已经产生了化疗耐药性，因此需要采用多途径阻断或联合治疗，利用靶向RNA修饰可以提高某些代谢靶向药物的化疗耐药性。m6A修饰对CRC对5-FU耐药性的影响：METTL3可通过m6A/DGCR8/miR181d/NCALD轴诱导CRC细胞5-FU耐药；METTL3通过DBH-AS1/miR-3163/USP44正向调节PC吉西他滨（GEM）敏感性，METTL3的低表达水平与GEM耐药密切相关。
[if !supportLists]1.6.2 [endif]免疫疗法的RNA修饰和治疗反应
m6A调节因子显著影响了对检查点阻断的治疗反应：METTL3/14的耗竭通过m6A/YTHDF2/STAT1/IRF1轴增强了CTL的浸润和细胞因子分泌，增强了CRC在体内的抗PD-1治疗疗；ALKBH5缺陷诱导MCT4表达和肿瘤内乳酸含量下调，对多形核髓系衍生细胞和Tregs产生负面影响。除此之外，靶向m6A修饰在改进过继细胞疗法方面显示出有前途的潜力：在调节METTL3和YTHDF2以增强体外NK细胞的增殖和细胞毒性方面取得了惊人的进展，这可能会激发未来基于NK细胞的免疫治疗的方案。
[if !supportLists]1.6.3 [endif]RNA修饰靶向药物的开发
RNA修饰靶向药物开发主要针对肿瘤中失调过表达的m6A调节因子，一些特异性抑制剂已经在临床上表现出显著的抗肿瘤作用，其中FTO是最有前途的目标；从天然物质和小分子化合物中筛选出了一系列选择性抑制剂：天然抑制剂Rhein在白血病小鼠中显示出治疗活性、甲氯芬那酸2（MA2）抑制胶质瘤进展、R-2-羟基戊二酸（R-2HG）发挥抗白血病和抗神经胶质瘤的作用、FB23-2显著减轻体外和异种移植小鼠中AML的进展。m1A也是一个潜在的治疗靶点：m1A甲基转移酶复合物TRMT6/TRMT61A在HCC中高表达，与不良预后相关。筛选出了三种靶向TRMT6和TRMT61A相互作用的潜在药物，硫柳汞、乙酸苯汞（PMA）和硫胺。其中，在临床前模型中，硫仑的给药显著减轻了HCC的生长。
[if !supportLists]1.6.4 [endif]基于RNA的治疗药物中的RNA修饰
RNA的化学修饰可以保护RNA免受水解和核酸酶的影响，并减少脱靶细胞毒副作用；RNA修饰（2'-O-甲基、3'-甲基、m7G、5'-5'-三磷酸盐等）也可用于RNA递送并增强RNA药物（ASO、siRNA、适配体和mRNA）活性（Sasso，2022）。碱基修饰已成功用于改善治疗RNA的性能：COVID-19疫苗（辉瑞的Comirnaty和Moderna的Spikevac）中用修饰的碱基1-甲基假尿苷（N1-Me）取代尿苷可有效促进翻译并减少脱靶副作用和治疗性mRNA的免疫原性。N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）基团或连接可切割接头的亲脂性部分，包括基于酯、基于肽的可切割基团，可以将治疗性RNA定位到靶组织。
[if !supportLists]1.6.5 [endif]靶向RNA修饰和当前疗法的结合
m6A调节因子抑制剂已经与当前抗癌疗法实现了联合，m6A修饰在耐药潜在机制中的参与，强调靶向RNA修饰的综合效用（规避耐药性并改善个体化癌症治疗）。METTL3的过表达参与了许多癌症中各种治疗耐药性的获得，使用短发夹RNA敲低METTL3提高了胰腺癌（PC）对抗癌试剂（如吉西他滨、5-氟尿嘧啶、顺铂和照射）的敏感性。FTO被发现促进GBM对替莫唑胺（TMZ）的耐药性，抑制剂R-2HG在抑制FTO高胶质瘤细胞增殖方面表现出与TMZ的协同作用。
m6A调节因子抑制剂提高免疫效果的可行性还需要进一步验证（存在一定风险）。METTL3/14的耗竭增强了错配修复熟练或微卫星不稳定性低（pMMR-MSI-L）CRC和黑色素瘤的ICB治疗反应（wang，2020）。
[if !supportLists]1.6.6 [endif]靶向RNA修饰的临床实验
RNA修饰的最新临床意义：靶向修饰剂的治疗效果、作为预测生物标志物的潜力以及与当前治疗的联合应用。尽管FTO靶向药物在各种癌症中取得了令人鼓舞的抗肿瘤效果，但几乎没有任何上述特异性抑制剂进入临床阶段（还需要进一步的临床实验）。考虑到FTO中的变异与体重高度相关，并且还与大脑中的多巴胺信号相互作用，设计了一项临床试验，以开发一种针对FTO（rs8050136）变体（NCT03525002）的肥胖基因型特异性和个体化治疗方法。FTO的基因分型也被纳入硫唑嘌呤诱导的炎症性肠病患者骨髓抑制的定制治疗模型中（NCT03719118）。
[if !supportLists]1.7 [endif]结论和展望
[if !supportLists]1.7.1 [endif]先进的RNA修饰测序方法
在NGS的基础上，RNA修饰的测序的精度得以提高，目前主流的方法是meRIP和miCLIP，上述方法存在一定的缺点（抗体方法的分辨率低），因此化学辅助标记未来可能是一种扩展性很高的检测路径：生物素-链霉素结合的强亲合力，m6A密封方法将生物素标签引入修饰碱基，显著提高了富集效率（wang，2020）。m6A-LAIC-seq（MeRIP-seq的A级和亚型表征测序）可以通过分离m6A阳性和m6A阴性的RIP后组分和对全长转录本进行测序来定量每个基因的所有转录本的所有亚型的m6A水平。单个细胞中的m6A修饰的异质性：DART-seq可以检测单细胞的m6A水平，并识别整个细胞周期中的差异化mRNA。
[if !supportLists]1.7.2 [endif]RNA修饰数据库的进展
对RNA修饰的鉴定完全依赖于当前的数据库；专注于结构生物学的研究人员可以利用RNAMDB和MODOMICS等综合数据库；计算生物学家可以基于MetDBv2.0、m6A-Atlas、RMBasev3.0等关系数据库进行研究；m6A-Atlas、RMVar和RMDisease等提供了有关疾病相关变体与RNA修饰之间关系的信息；MODOMICS的最新更新中可以展示表观转录组学和疾病的联系。后续的发展中，应通过区分物种、细胞类型和组织来考虑RNA修饰的环境异质性。
[if !supportLists]1.7.3 [endif]RNA修饰和免疫学
免疫细胞的分化发育过程中的基因簇会受到RNA修饰的调控，当务之急是根据经典免疫系统的框架区分不同的靶向转录本，同时，RNA修饰还可能通过重塑免疫细胞的染色质环境来控制对环境刺激的免疫反应。
肿瘤和免疫细胞之间的表观差异是抗肿瘤免疫反应的重要影响因素，因此需要严格剖析肿瘤细胞和免疫细胞中的RNA修饰标记和调节因子以开发出有效干预措施（Shi，2024）。靶向m6A甲基化在免疫治疗中的应用前景：1.规避TME中代谢拮抗介导的治疗耐药性；2.增强免疫细胞的增殖效率和效应功能，用于过继细胞治疗。最近有一些潜在的策略：1.可编程的m6A编辑机制，以最小的脱靶改变微调基因的RNA修饰；2.体外操控m6A系统以优化NK细胞和T细胞的生成；3.将m6A编辑器高效靶向递送到细胞中；4.针对m6A调节因子的抑制剂，具有调节抗肿瘤免疫的潜力。
[if !supportLists]1.7.4 [endif]RNA修饰与癌症代谢和代谢性疾病
代谢表型随着癌症从癌前病变、局部侵袭性恶性肿瘤发展到转移性癌症，甚至到药物抵抗阶段，动态RNA修饰以及进化过程中新出现的代谢可变性提供了一些临床治疗方向。过度活跃的代谢途径导致对营养匮乏的快速适应，导致对抗磷酸盐等抗代谢化疗药物产生耐药性。以分解代谢物转移为特征的代谢偶联在肿瘤中很常见，用于克服营养缺乏。因此，靶向糖酵解和OXPHOS的组合被认为是一种很有前途的策略。考虑到潜在的毒性，替代方案是抑制功能失调的信号以间接靶向糖酵解，同时直接靶向OXPHOS。
目前还没有一种表观遗传药物被批准用于代谢性疾病，因此需要研究抑制RNA修饰的化学剂是否可用于治疗代谢性疾病。
[if !supportLists]1.7.5 [endif]靶向RNA修饰的优势和挑战
广泛存在的RNA修饰是一把双刃剑：耐药性和瘤内异质性、靶向RNA修饰有利于覆盖靶标网络。这些RNA修饰在癌组织中往往更活跃。对于目前开发的靶向RNA修饰酶的药物，特异性和选择性差异仍然是其进入临床研究的主要障碍。这种障碍有可能通过优化的生物信息学预测模型和高通量酶测序得到改善。
鉴于RNA修饰剂往往在肿瘤组织中过表达，但仍存在于正常组织中，因此在某种治疗环境中可能需要适当的治疗窗口；RNA修饰也可用来提高RNA疗法的稳定性、有效性和靶标特异性。
RNA修饰的表观遗传调控在各种生理和病理情况下的细胞代谢中有非常重要的作用；不断更新的研究也表明，代谢-表观遗传相互作用可以通过调节免疫细胞的生物活性和重塑免疫环境来显著影响免疫反应；因此，描绘不断发展的遗传、表观遗传、免疫代谢景观对于设计有效的策略以排除发病机制（包括各种代谢紊乱、免疫相关疾病和癌症）是非常必要的。近年来，检测和分析RNA修饰的方法取得了显著进步，伴随着一系列可用的数据库和工具的涌现。目前，靶向RNA修饰以改进当前疗法的尝试已经取得了一些鼓舞人心的进展，但相关研究仍处于起步阶段。我们可以依靠进一步的深入探索来加速RNA修饰靶向治疗、代谢靶向治疗和免疫治疗的发展。
[if !supportLists]2 [endif]参考文献
Liu,Wei-Wei,etal.“RNAModificationsinCellularMetabolism:ImplicationsforMetabolism-TargetedTherapyandImmunotherapy.”SignalTransductionandTargetedTherapy,vol.9,no.1,Mar.2024,pp.1–30.www.nature.com,https://doi.org/10.1038/s41392-024-01777-5.
注：篇幅有限，主要阐述了表观修饰的特征以及调控因子三组件（转移、读取、擦除）在各种疾病及体征中的作用，只展示了部分案例（用于展示组件可能起到的作用），文中展示了所有的分类，有感兴趣的分类可以直接回溯到原文中查看文中展示的所有案例。
其他参考文献
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