近期，湖南大学生命科学交叉研究院史俊峰课题组在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition（IF:16.1）上在线发表文章Peptide degrader-based targeting of METTL3/14 improves  immunotherapy response in cutaneous melanoma，该项研究确定了METTL3在黑色素瘤发生发展过程中的促癌作用，并开发了一种靶向METTL3/14的多肽抑制剂RM3，一系列实验表明RM3能够招募E3连接酶STUB1并通过蛋白酶体降解METTL3，同时RM3可以重塑肿瘤微环境以改善肿瘤细胞对免疫检查点抑制剂的应答。后续体内外实验也证明RM3和免疫检查点抑制剂联用可以显著抑制黑色素瘤进程。这一发现为黑色素瘤治疗提供了一种新的方向。其中One-step TUNEL Cy3 Apoptosis Detection Kit（K1134）由APExBIO提供。

【研究背景】

N6-甲基腺苷（m6A）是一种普遍存在的RNA修饰，在多种生物过程中发挥着至关重要的调节作用。已知m6A调节失常与多种疾病的发生发展密切相关（如癌症）。METTL3-METTL14甲基转移酶复合物是催化m6A的关键元件，前者为主要催化亚基，而后者执行RNA结合功能。许多研究表明，METTL3在多种癌症中显著上调，并与其恶性进展成密切相关，如急性白血病、肝癌、胃癌、肺癌、结直肠癌和前列腺癌。这表明其可能是治疗癌症的潜在靶点。

黑色素瘤是一种高度侵袭性的皮肤恶性肿瘤，也是皮肤癌相关死亡率的主要原因。尽管目前黑色素瘤的治疗药物很有限，但靶向药物和免疫疗法的兴起为治疗提供了新的希望。然而，免疫疗法的低应答和易耐药等挑战表明，可能需要联合疗法来提高患者的生存率。因此，研究METTL3在黑色素瘤中的作用可能可以为开发新的治疗策略提供思路。

【研究工作】

1 METTL3促进黑色素瘤恶性进展

为了探究METTL3在结节性黑色素瘤恶性进展中的作用，作者先是检测了两株结节性黑色素瘤细胞（A375和SK-MEL-28）中METTL3的mRNA和蛋白水平。结果显示，在这两株细胞中，METTL3都高表达。随后作者构建了METTL3的敲除株和过表达株，并通过EdU、Transwell、成球实验和RT-qPCR证明METTL3过表达可以显著提高SK-MEL-28细胞的增殖、迁移、侵袭和肿瘤干性。进一步的体内成瘤实验也验证METTL3能够促进肿瘤细胞生长。总之，这些结果都证明METTL3可以促进黑色素瘤的恶性进程。

2 RM3可以通过E3连接酶STUB1降解METTL3和METTL14

发现METTL3可以促进黑色素瘤的进程后，作者针对METTL3/METTL14复合物开发了一个多肽抑制剂RM3。微量热电泳（MST）和Pull down实验都证明RM3可以直接结合METTL3/METTL14复合物。同时MTT和WB实验显示RM3可以有效抑制黑色素瘤细胞生长，并抑制METTL3和METTL14的活性。

为了进一步探究RM3作用的具体机制，作者进行了蛋白半衰期实验并发现RM3可以通过蛋白酶体途径而不是溶酶体途径降解METTL3和METTL14。随后作者通过UBibrowser网站预测、CO-IP、免疫荧光和泛素化实验发现RM3可以招募E3连接酶STUB1，然后通过提高METTL3和METTL14的泛素化从而降解METTL3和METTL14。

3 抑制METTL3/METTL14可以重塑肿瘤微环境

为了进一步探究RM3处理后基因水平的变化，作者进行了RNA-seq、GO分析和GSEA实验，并发现RM3处理可能可以重塑肿瘤微环境，增强肿瘤对免疫检查点抑制剂的应答。随后的RT-qPCR和ELISA实验也证明了这个猜想。

4 RM3显著抑制黑色素瘤的体内外生长

接下来作者测试了RM3对黑色素瘤细胞的抑制效果。MTT、EdU、Transwell和Tunel实验显示RM3可以有效的抑制黑色素瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，同时诱导细胞凋亡。

为了进一步探究RM3在体内的效果，作者构建了皮下瘤模型。结果显示RM3可以显著抑制肿瘤的生长，且治疗效果与RM3剂量成正相关。20 mg/kg的RM3的治疗效果与10 mg/kg顺铂类似。但是顺铂使用后小鼠体重明显降低，而RM3治疗无此现象。这说明RM3比顺铂的安全性更好。

总之，这些实验结果都显示RM3可以在体内外有效抑制黑色素瘤的生长，且没有明显毒性。

5 RM3和PD-1抑制剂联用可以增强抗肿瘤效果

靶向治疗和免疫疗法联用被认为是一种非常有潜力的肿瘤治疗策略。之前也有研究显示抑制METTL3可以有效增强PD-1抑制剂对结肠癌和甲状腺癌的治疗效果。上文实验结果也提到RM3可以重塑肿瘤微环境，增强肿瘤对免疫检查点抑制剂的应答。因此，作者尝试将RM3与PD-1抑制剂联用，看是否可以取得更好的治疗效果以及降低药物使用剂量。

作者选择了对PD-1抑制剂应答较差的B16/F10细胞用于构建体内肿瘤模型，随后使用单药（RM3或PD-1抑制剂）和联合用药（RM3+PD-1抑制剂）处理小鼠。结果显示RM3和PD-1抑制剂联用的效果显著大于任何一种单独给药。

【研究结论】

简而言之，本项研究不仅揭示了METTL3在黑色素瘤中的致癌作用，而且还展示了RM3作为一种肽降解剂在黑色素瘤治疗中的潜力。RM3通过直接靶向METTL3/14复合体，诱导其降解，从而抑制黑色素瘤的增殖和侵袭。此外，RM3还能够重塑肿瘤微环境，增强免疫反应，这也为联合治疗提供了一种新的选择。

原文链接： https://doi.org/10.1002/anie.202407381