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背景介绍
结直肠癌（CRC）是全球第三大常见癌症，也是癌症相关死亡的第二大原因。尽管治疗手段不断进步，复发率仍然很高，且表观遗传疗法在CRC等实体瘤中效果有限。近年来，“病毒拟态”现象作为一种新的治疗脆弱性被揭示：表观遗传疗法（如DNA甲基转移酶抑制剂）可重新激活基因组中的内源性逆转录转座子（REs），这些REs转录后形成双链RNA（dsRNA），模拟病毒感染，激活先天免疫信号，促进抗肿瘤免疫应答。然而，癌细胞如何规避这种免疫检测尚不完全清楚。REs的RNA水平调控——尤其是N⁶-甲基腺苷（m⁶A）修饰——可能在此过程中发挥关键作用。METTL3是m⁶A甲基转移酶复合物的催化核心，在多种癌症中高表达，但其在CRC中调控病毒拟态的机制及治疗潜力尚未明确。
研究思路
针对上述问题，牛津大学 Ludwig 癌症研究所的 Parinaz Mehdipour 教授团队联合多个研究机构，系统研究了 METTL3 在结直肠癌中通过 m⁶A 修饰限制 Alu 来源 dsRNA 积累、从而抑制先天抗肿瘤免疫的机制。团队首先分析了 TCGA 和 DepMap 数据库，发现 METTL3 在多数癌症中高表达，且 CRC 细胞系对 METTL3 靶向的依赖性存在显著异质性。通过建立 METTL3 敲低（KD）的多种 CRC 细胞系（HT29、COLO201、HCT116、NCI-H716）和患者来源异种移植（PDX）模型，发现部分 CRC 模型（如 HT29、COLO201）对 METTL3 缺失敏感，表现为 dsRNA 积累、I 型干扰素刺激基因（ISGs）上调、细胞活力下降；而另一部分（如 HCT116、NCI-H716）则不敏感。机制上，METTL3 敏感的 CRC 细胞具有更高的基础 m⁶A 修饰水平和 IR-Alu 来源 dsRNA 形成能力；METTL3 缺失后，m⁶A 水平下降，促使 IR-Alu 转录本形成免疫刺激性 dsRNA，激活 MDA5-MAVS 通路，诱导 ISGs 转录，并通过 PKR 依赖的途径诱导细胞死亡。对于 METTL3 不敏感的 CRC 细胞（低 m⁶A、低 dsRNA 形成能力），联合 DNA 甲基转移酶抑制剂（DNMTi，地西他滨）可提高内源性 dsRNA 水平，恢复对 METTL3 靶向的敏感性，协同抑制肿瘤生长和肿瘤起始细胞频率。在体内 NSG 小鼠异种移植模型中，METTL3 敲低显著抑制敏感 HT29 肿瘤生长，而对不敏感 HCT116 肿瘤无效；联合地西他滨治疗则能有效抑制 HCT116 肿瘤生长。相关内容以 m⁶A modification suppresses innate anti-tumour immunity in colorectal cancer by limiting alu-derived dsRNA accumulation为题， 发表在 Nature Communications！
图片解析
图1. 结直肠癌细胞对 METTL3 靶向表现出不同敏感性： (a) TCGA 数据中 18 种癌症类型肿瘤与正常组织中 METTL3 表达，显示多数癌症中 METTL3 上调。(b) DepMap 中 CRC 细胞系对 METTL3 的依赖性散点图，红色为敏感（概率>0.5），蓝色为不敏感。(c) 不同 CRC 细胞中 METTL3 敲低的 qPCR 和 Western blot 验证。(d) CellTiter-Glo 活力检测显示 HT29、COLO201 等细胞对 METTL3 缺失敏感，HCT116、NCI-H716 等不敏感。(e) METTL3 KD 后差异表达基因火山图。(f) GSEA 显示 HT29 METTL3 KD 中干扰素 α 应答通路显著富集。(g) 不同 CRC 细胞中 dsRNA 点杂交（J2 抗体），敏感细胞 dsRNA 基础水平较高或在 KD 后升高。
图2. METTL3 缺失在部分 CRC 中触发 IFN 反应并促进癌细胞死亡： (a) IFNβ 报告基因实验示意图。(b,c) RNA 转染实验显示 HT29 METTL3 KD 来源 RNA 可激活 IFNβ 启动子，且依赖 MAVS；HCT116 来源 RNA 无此效应。(d) dsRNA 模式识别受体信号通路示意图。(e) HT29 中 PKR、MAVS、RNase L 单敲除验证。(f) 双敲除（METTL3 与 PRR）验证。(g) 结晶紫增殖实验显示 PKR 缺失可挽救 METTL3 缺失导致的细胞死亡。(h) qPCR 显示 METTL3 缺失诱导的 MX1 表达依赖 MAVS 但不依赖 PKR/RNase L。
图3. CRC 对 METTL3 的依赖性独立于分子亚型和基础 TE 表达水平： (a) 不同 CRC 细胞中 METTL3 蛋白水平与敏感性无直接关联。(b) 根据 CIMP 和微卫星状态分组的 METTL3 依赖性无显著差异。(c) 敏感与不敏感 CRC 细胞系的突变谱无显著关联。(d-g) 火山图显示 HT29、COLO201 与 HCT116、NCI-H716 之间 TE 表达差异，提示基础 TE 表达不能单独决定 METTL3 敏感性。
图4. 高基础 RNA 甲基化的敏感 CRC 中 METTL3 缺失诱导 IFN 相关基因表达： (a) HT29 和 HCT116 中 m⁶A 峰数量及基因组分布，HT29 峰更多（21,705 vs 8,074）。(b) Venn 图显示两细胞系 m⁶A 峰重叠情况。(c) HT29 中 METTL3 KD 后 TE 的 m⁶A 低甲基化变化火山图。(d) 低甲基化 TE 的基因组分布（78.31% 在内含子区）。(e) 基因表达变化与 m⁶A 修饰变化散点图，橙色点为低甲基化且上调基因（432 个）。(f) 低甲基化与上调基因的 Venn 图。(g) 这 432 个基因的 GO 富集分析，显示抗病毒和 I 型 IFN 信号通路富集。(h) 基因-概念网络图展示富集通路。
图5. METTL3 缺失诱导 IR-Alu 重复序列来源的免疫刺激性 dsRNA 积累： (a) CUT&RUN 显示 METTL3 KD 后 ISG38 基因启动子区 H3K4me3 增加，提示转录激活。(b) RNase A/MDA5 保护试验示意图。(c) 鉴定出的免疫刺激性 RNA 数量：基线 20,304 个，METTL3 KD 诱导 25,462 个。(d) 两类 dsRNA 的基因组分布，METTL3 KD 诱导的主要在内含子区（OR=2.85）。(e,f) 每对 IR 中两个重复的 MDA5 保护/胞质 RNA 比值散点图。(g) 免疫刺激性 RNA 主要来自 IR-Alu 对。(h) 转录方向主要为同向（+/+ 或 -/-）。
图6. 基础 m⁶A 和 dsRNA 水平决定 CRC 对 METTL3 依赖的病毒拟态反应： (a) 总 RNA 和 J2-IP RNA 中 m⁶A 水平点杂交，显示 dsRNA 相对低甲基化。(b) 总 RNA 和 m⁶A-IP RNA 中 dsRNA 水平，显示 METTL3 KD 后总 RNA 中 dsRNA 增加，但 m⁶A 甲基化组分中增加不明显。(c) 基线及 METTL3 KD 诱导的 MDA5 保护区域周围的平均 m⁶A 甲基化水平。(d) 不同 CRC 细胞系和 PDX 中 dsRNA 和 m⁶A 水平点杂交，敏感细胞（HT29、COLO201、POP92）显示较高基础 dsRNA 和 m⁶A。(e) 模型示意图：敏感细胞高 m⁶A 和高 dsRNA 形成能力，METTL3 缺失后 dsRNA 超过应激阈值，引发病毒拟态和细胞死亡；不敏感细胞低 m⁶A 和低 dsRNA 形成能力，METTL3 缺失后 dsRNA 积累不足，仅产生亚致死 IFN 反应。
图7. DNMT 抑制联合 METTL3 靶向在不敏感 CRC 细胞中诱导 ISG 表达并降低肿瘤起始细胞频率： (a) DAC 处理的 HCT116 METTL3 KD 细胞中上调基因（178 个）的 GO 富集分析，显示抗病毒和 I 型 IFN 通路富集。(b) ISG38 ssGSEA 评分显示 DAC+METTL3 KD 在 HT29 和 HCT116 中均增强 ISG 表达。(c) HT29 中肿瘤起始细胞频率在 METTL3 KD 后显著降低，DAC 联合进一步增强。(d) HCT116 中 METTL3 KD 单用对 CIC 频率无影响，联合 DAC 显著降低。(e,f) DAC 剂量-反应曲线及 EC50，METTL3 KD 降低 HT29 中 EC50（4 倍），在 HCT116 中降低 2.3 倍。
图8. DNMT 抑制增强 METTL3 靶向的体内抗肿瘤疗效： (a) HT29 异种移植体内实验方案。(b) 代表性肿瘤图像。(c) HT29 肿瘤生长曲线，METTL3 KD 单用显著抑制肿瘤生长，DAC 联合未进一步增效（已几乎完全抑制）。(d) HCT116 异种移植方案。(e) 代表性肿瘤图像。(f) HCT116 肿瘤生长曲线，METTL3 KD 单用无显著效果，联合 DAC 显著抑制肿瘤生长。
结论
本研究揭示了结直肠癌细胞通过 m⁶A RNA 甲基化修饰逃避先天抗肿瘤免疫的新机制。METTL3 作为 m⁶A 写入蛋白，在 CRC 中高表达，通过抑制 Alu 来源的 dsRNA 形成来阻止病毒拟态反应。METTL3 缺失可导致免疫刺激性 dsRNA 积累，激活 MDA5-MAVS 通路，诱导 I 型干扰素应答和 PKR 介导的细胞死亡。CRC 对 METTL3 靶向的敏感性取决于基础 m⁶A 水平和 IR-Alu 转录本的 dsRNA 形成能力，而非简单依赖于 RE 表达水平。对于不敏感的 CRC（低 m⁶A），联合 DNA 甲基转移酶抑制剂（如地西他滨）可提高内源性 dsRNA 水平，恢复对 METTL3 抑制的敏感性。体内实验证实，METTL3 靶向联合 DNMT 抑制可有效抑制不敏感 CRC 肿瘤生长。这些发现将 METTL3 定义为 RNA 水平的免疫检查点，并为 CRC 治疗提供了联合靶向 m⁶A 和 DNA 甲基化的新策略。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-026-73211-z