背景与简介

2024年7月19日，华中科技大学同济医学院附属同济医院张必翔教授团队，在《Cancer communications》杂志上发表了题为“Targeting N4-acetylcytidine suppresses hepatocellular carcinoma progression by repressing eEF2-mediated HMGB2 mRNA translation”的研究论文。这项研究表明NAT10介导的mRNA ac4C修饰通路在调节肝细胞癌的恶性进展中发挥着至关重要的作用，并提示通过靶向该通路是治疗肝细胞癌的潜在新策略。

肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）作为全球癌症相关死亡率的第四主要原因，其高病死率已引起广泛关注。尽管晚期肝细胞癌的药物治疗已经取得显著进展，但即便采用最有效的治疗手段，患者的中位生存期仍然不足2年。因此，迫切需要确定肝细胞癌诊断和治疗的新型生物标志物和治疗靶点。N4-乙酰胞苷（ac4C）作为一种新型的mRNA修饰，在肿瘤的发生和发展中通过其相关的乙酰转移酶NAT10调节mRNA翻译起着至关重要的作用，然而，在肝细胞癌中对ac4C修饰的研究尚不充分。

这项研究证实了ac4C修饰及其修饰酶NAT10在肝癌组织中的高表达，且NAT10的高表达与肝癌患者较差的临床病理特征及生存预后密切相关。通过一系列体内和体外功能学实验，研究者发现NAT10和ac4C的高表达促进了肝癌的进展，这提示NAT10/ac4C可能成为潜在的肝癌诊断和治疗的分子靶标。

为了阐明NAT10/ac4C促进肝癌进展的具体机制，研究者对NAT10敲低稳转细胞系进行了acRIP-seq、Ribo-seq和RNA-seq测序。结果显示，敲低NAT10后肝癌细胞中含有ac4C修饰的转录本数量显著减少，且这些转录本的翻译效率受到明显抑制。

图1. ac4C调控肝癌细胞内mRNA翻译（其中翻译组和转录组测序技术服务由表观生物提供）

mRNA修饰通常通过特定的识别蛋白调控转录本的表达，而迄今为止尚未见关于ac4C特异性结合蛋白的报道。研究者通过ac4C修饰探针进行RNA pulldown鉴定，首次发现eEF2和SRP68是ac4C修饰特异性识别蛋白。进一步研究确认了eEF2参与了对HMGB2翻译的调控。

为了寻找ac4C特异性抑制剂，研究者通过基于NAT10 G641位点结构的虚拟筛选发现了Panobinostat，这是一种能够直接与NAT10的催化口袋（G641）结合的先导化合物。通过SPR、CETSA和DARTS等实验，研究者证明了Panobinostat与NAT10的有效结合。随后，作者进一步证实，Panobinostat可以强力抑制肝癌细胞中总RNA和mRNA上的ac4C修饰水平。这些结果表明Panobinostat能够有效抑制NAT10的ac4C乙酰转移酶活性。更为重要的是，研究者的实验结果表明，Panobinostat在体外和体内均表现出良好的抗肝癌疗效。这些证据充分证明了Panobinostat具有显著的肝癌疗效，因此有望作为一种潜在的NAT10/ac4C抑制剂用于进一步的临床研究。

图2. NAT10通过NAT10-ac4C/eEF2-HMGB2促进肝细胞癌的增殖和转移

这项研究成功鉴定了真核延伸因子2（eEF2）作为一种新的ac4C结合蛋白，证实其能够促进N4-乙酰胞苷修饰的mRNA翻译延伸。此外，本研究详细阐明了NAT10介导的ac4C修饰在肝细胞癌中的生物学作用，并发现Panobinostat是NAT10/ac4C的有效抑制剂，可有效抑制肝细胞癌的发生和发展。

作者介绍

华中科技大学同济医学院附属同济医院肝脏外科中心陈孝平院士，张必翔教授，丁则阳教授为本论文通讯作者。同济医院博士研究生刘海灵为本论文第一作者。

参考文献：

Liu H, Xu L, Yue S, et al. Targeting N4-acetylcytidine suppresses hepatocellular carcinoma progression by repressing eEF2-mediated HMGB2 mRNA translation. Cancer Commun (Lond). Published online July 19, 2024. doi:10.1002/cac2.12595

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