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香近期郑州大学附属肿瘤医院团队发表了名为“WDR5-H3K4me3 Epigenetic Axis Promotes TRMT6-Dependent tRNA M1A Modification to Facilitate Triple-Negative Breast Cancer Progression by Suppressing Ferroptosis”的研究性论文。该研究发现，三阴性乳腺癌（TNBC）中TRMT6显著升高，其原因是启动子区域发生H3K4me3修饰从而增强了转录。通过m¹A tRNA Merip-seq(tRNA修饰测序)、Ribo-seq、RNA-seq及DIA蛋白质谱的综合分析，发现铁蛋白重链1（FTH1）是TRMT6的下游靶点。机制上，TRMT6促进tRNA m¹A甲基化，进而提高FTH1的翻译效率。此外，TRMT6在转录和翻译水平均促进铁蛋白轻链（FTL）的表达，进一步强化其在铁代谢中的作用。TRMT6通过调控肿瘤细胞铁死亡来影响TNBC的恶性进展。总之，研究结果表明组蛋白甲基化驱动的TRMT6对FTH1和FTL的翻译至关重要，从而将tRNA m¹A修饰与铁死亡的理解联系起来。这些结果凸显TRMT6是TNBC新的潜在治疗靶点。
该研究成果于2025年12月发表在学术期刊Advanced Science (IF: 14.1)上（数谱生物提供了m¹A tRNA Merip-seq(tRNA修饰测序)技术服务）。
研究背景
三阴性乳腺癌（TNBC）是乳腺癌中最具侵袭性的亚型，具有增殖快、易转移、预后差的特点。由于缺乏雌激素受体、孕激素受体和HER2表达，TNBC患者治疗选择有限，主要依赖手术和放化疗，尤其是转移性患者中位生存期仅12-15个月，亟需寻找新治疗靶点。
转运RNA（tRNA）是蛋白质合成的核心分子，其第58位高度保守的N¹-甲基腺苷（m¹A）修饰在真核生物中受到精确调控。该修饰由TRMT6-TRMT61A添加，近年来发现其异常与多种肿瘤相关，例如可促进结直肠癌发生。然而，tRNA m¹A修饰在三阴性乳腺癌中的作用尚不明确。
本研究初步发现，WDR5通过上调H3K4me3组蛋白修饰激活TRMT6转录，进而催化特定tRNA（如tRNA-Ala和tRNA-Asn）的m¹A修饰，增强铁蛋白重链FTH1的翻译，最终抑制铁死亡并加速TNBC进展。这一发现揭示了表观遗传调控-tRNA修饰-铁死亡轴在TNBC恶性进展中的关键作用。
研究内容和结果展示
前期实验：TRMT6在TNBC组织中高表达，并与不良预后显著相关
为了探究tRNA甲基化修饰在乳腺癌中的作用机制，文章聚焦于TRMT6的表达模式及其临床相关性。数据库TRMT6的表达水平分析显示， BC组织（特别是三阴性乳腺癌TNBC）中TRMT6 mRNA水平显著上调（图1A）。KM生存分析显示，TRMT6高表达与TNBC患者的预后不良显著相关（图1B）。RT-qPCR/WB验证了TNBC组织、细胞系中TRMT6水平升高（图1C）。斑点印迹分析证实 TNBC组织中tRNA上m1A修饰增加（图1D）。说明TRMT6及其介导的tRNA m1A修饰与TNBC进展密切相关。
图1. A. TRMT6在TNBC中上调。B. TRMT6高表达与预后差密切相关。C. RT-qPCR验证TRMT6在TNBC上调。D. Dot blot显示tRNA m1A修饰在TNBC升高。
功能实验：TRMT6敲除/过表达影响TNBC增殖、迁移和细胞周期
MDA-MB-231和Hs578T细胞中TRMT6过表达促进细胞增殖、促进迁移侵袭、抑制凋亡、促进细胞周期（图2A）。TRMT6 siRNA干扰则抑制细胞增殖、抑制迁移侵袭、促进凋亡，诱导了G0/G1期阻滞（图2B）。总之，这些结果表明，过表达沉默TRMT6可显著影响TNBC的恶性表型。
图2. A. TRMT6过表达促进TNBC细胞CRC细胞增殖，抑制凋亡，促进细胞周期，促进转移侵袭；B. TRMT6干扰抑制TNBC细胞CRC细胞增殖，促进凋亡，导致G0/G1期阻滞，抑制转移侵袭。
上游机制研究：WDR5通过H3K4me3修饰激活TRMT6启动子转录
为了揭示TNBC中TRMT6高表达的潜在调控机制，文章分析了乳腺组织、细胞系的组蛋白修饰在TRMT6启动子区域的富集情况，结果显示H3K4me3富集最显著并通过ChIP-qPCR进行了验证（图3AB）。敲低H3K4me3修饰复合物HMT复合物亚基WDR5抑制了TRMT6 mRNA、蛋白水平及H3K4me3修饰水平（图3CD）。表明TNBC中TRMT6的过表达受到WDR5介导的H3K4me3修饰的调控。
图3.A.ChIP-seq证明H3K4me3在TRMT6启动子富集；B. ChIP-PCR证明干扰WDR5影响TRMT6启动子H3K4me3水平；CD. qPCR/WB证明干扰WDR5抑制TRMT6 mRNA和蛋白水平。
下游机制研究：TRMT6调控TNBC中的m1A tRNA修饰及mRNA翻译
为探讨TRMT6对TNBC中tRNA m1A修饰及翻译的影响，研究首先证实，TRMT6过表达可整体上调tRNA的m1A修饰水平并促进新生蛋白合成。MDA-MB-231细胞m¹A tRNA Merip-seq(tRNA修饰测序)显示，TRMT6高表达显著增加特定tRNA的m1A丰度，如AlaCGC和AsnGTT（图5A）。双荧光素酶实验表明，敲低TRMT6可降低tRNA-AlaCGC的m1A修饰，从而抑制GCG密码子的翻译效率。
TRMT6过表达的MDA-MB-231细胞进行Ribo-seq和RNA-seq结果发现，617个mRNA翻译效率（TE）上升，730个下降（图6A）。过表达组中，核糖体A位点密码子占据普遍降低，尤其以m1A修饰tRNA解码的密码子Ala（GCA/GCC/GCG/GCU）和Asn（AAC/AAU）密码子为著（图6B）。GO和KEGG富集分析显示，TE上调基因富集于铁代谢与细胞增殖通路。其中，铁蛋白重链1（FTH1）的RNA水平未变，但翻译与蛋白水平显著升高（图6G-H）。进一步构建FTH1密码子突变体发现，改变Asn或Ala密码子可影响FTH1蛋白表达（图6K-L）。综上，TRMT6通过m1A tRNA修饰以密码子依赖性方式增强FTH1翻译，进而促进TNBC进展。
图4. A. m¹A tRNA Merip-seq(tRNA修饰测序)发现TRMT6增加AlaCGC和AsnGTT等的m1A丰度。BC. Ribo-seq显示TE差异基因。C. 密码子占用分析发现m1A tRNA解码的密码子占用降低。 D. KEGG分析发现TE差异基因富集于铁死亡等通路。 E. Venn图显示Ribo-seq上调、RNA-seq不变、蛋白质谱上调的交集。F. FTH1的Ribo-seq和RNA-seq可视化峰图。G. FTH1密码子突变影响其蛋白表达。
TRMT6通过上调FTH1翻译影响铁死亡和TNBC恶性进展
为探讨TRMT6与铁死亡的关系，使用铁死亡激动剂RSL3处理TNBC细胞。TRMT6过表达可减轻RSL3引起的凋亡，降低RSL3诱导的Fe²⁺和ROS异常升高，减少脂质ROS积累，并维持GSH水平。在TRMT6过表达基础上敲低FTH1则可增加Fe²⁺和ROS水平，升高MDA和脂质ROS，降低GSH，同时逆转TRMT6过表达对细胞增殖、迁移侵袭的促进作用，并诱导凋亡（图4A-E）。体内实验证明，过表达TRMT6荷瘤小鼠肿瘤重量与体积显著增加。RSL3 给药组小鼠的肿瘤生长速率显著放缓（图4F）。综上所述，FTH1是TRMT6调控铁死亡通路、促进TNBC恶性进展的关键下游效应分子。
图5. A-F.TRMT6通过上调FTH1影响铁死亡，导致Fe²⁺和ROS升高，减少脂质ROS积累，维持GSH水平，影响TNBC增殖等表型。
技术路线
研究意义
本研究旨在揭示异常的m1A tRNA修饰促进三阴性乳腺癌（TNBC）进展的机制。TNBC中WDR5表达升高导致TRMT6启动子区域的H3K4me3甲基化水平上升，从而激活TRMT6的转录。通过m¹A tRNA Merip-seq(tRNA修饰测序)、Ribo-seq、RNA-seq等实验证明，TRMT6通过调控tRNA的m1A修饰增强FTH1和FTL的翻译，使TNBC细胞对铁死亡产生抵抗。体外和体内实验证实，使用RSL3处理表达TRMT6的细胞，可通过增强致死性脂质过氧化和铁死亡来抑制肿瘤生长。这些结果为铁死亡的调控机制提供了新见解，并为针对TRMT6的TNBC患者治疗提出了一种有前景的策略。
图6. TRMT6影响tRNA m1A修饰及TNBC肿瘤进展的作用机制图
文章原文
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202513277
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m7G TRAC-seq (tRNA m7G修饰单碱基测序）
