建议收藏！细胞代谢中的8种RNA修饰及主流数据库，IF=40

RNA在细胞代谢中的角色远超其传统的基因信息传递功能。通过多种化学修饰，RNA不仅参与基因表达的调控，还在细胞的代谢网络和免疫反应中发挥关键作用。分享一篇总结的比较好的细胞代谢中的RNA修饰文章

8种RNA修饰

八种 RNA 修饰（m6A、m6Am、m1A、m5C、ac4C、m7G、Ψ和A-to-I编辑）的化学结构、分布和分子功能。

1. m6A修饰：最广泛的RNA修饰之一，存在于mRNA、rRNA、snRNA、snoRNA、miRNA、lncRNA、circRNA和eRNA中。它由METTL3与METTL14组成的甲基转移酶复合物催化，影响RNA的翻译、稳定性、降解等过程。FTO和ALKBH5作为去甲基化酶，分别移除m6A和m6Am修饰。YTHDF家族蛋白及IGF2BP家族则作为“读者”蛋白，介导m6A修饰对RNA的稳定性和翻译等功能的调控。
2. m6Am修饰：主要存在于mRNA的5’端和snRNA中。它由PCIF1催化，影响RNA的稳定性和翻译启动。METTL4也参与在U2 snRNA上催化m6Am修饰。FTO同样在此修饰上起到去甲基化作用。
3. m1A修饰：主要发生在tRNA、rRNA、lncRNA和mRNA中，由TRMT61B、TRMT10C、TRMT6/61A等酶催化。它参与翻译的调节，并影响RNA的稳定性和功能。FTO、ALKBH1、ALKBH3和ALKBH7等去甲基化酶对m1A进行去甲基化处理，进一步调节其功能。
4. m5C修饰：在tRNA和rRNA中，由NSUN家族酶催化。NSUN1、NSUN5等酶在28S rRNA上进行m5C修饰，而NSUN2则在多个tRNA上进行修饰。ALKBH1、TET1/2/3等去甲基化酶对m5C进行去甲基化，调节RNA的稳定性和翻译。
5. ac4C修饰：存在于mRNA、tRNA和rRNA中，由NAT10等酶催化。它主要影响RNA的翻译效率，尤其是在tRNA和18S rRNA中的修饰，参与细胞应答和适应性反应。
6. m7G修饰：广泛存在于mRNA、tRNA、rRNA和miRNA中，由METTL1等酶催化。它参与RNA的核出口、翻译起始和稳定性。RNMT和WBSCR22等酶对m7G修饰进行加帽作用，TGS1则在snRNA和snoRNA中将m7G进一步修饰为m2,2,7G。
7. Ψ修饰：Ψ修饰，伪尿嘧啶，主要出现在rRNA中，由DKC1等酶催化。它通过形成伪尿嘧啶与其他RNA结构稳定性增强，从而在RNA功能精确性方面发挥作用，特别是在翻译过程中至关重要。
8. A-to-I编辑：由ADAR家族的酶（如ADAR1、ADAR2）催化的，它通过将腺嘌呤（A）转变为肌苷（I），广泛影响mRNA的剪接、翻译效率和基因表达调控。ADAR3则不具有去氨基酶活性，但仍与编辑过程相关。

RNA 修饰的主要数据库

目前，RNA修饰数据库已建立15个，其中两个数据库集中于RNA修饰的生化特征，其余数据库旨在阐明其生物学作用，后者包括可逆RNA修饰数据库，可进一步分为综合性和类型特异性，以及不可逆RNA修饰数据库，即RNA编辑数据库

名称	描述	URL
RNAMDB	109种RNA修饰核苷酸的基本化学特征数据库	https://mods.rna.albany.edu/
MODOMICS	最全面的RNA修饰途径资源	http://modomics.genesilico.pl
m6A-Atlas	一个用于揭示m6A表观转录组的综合知识库	www.xjtlu.edu.cn/biologicalsciences/atlas
m7GHub v2.0	一个解读mRNA内部m7G表观转录组的定位、调控和发病机制的资源	www.xjtlu.edu.cn/biologicalsciences/m7ghub
m5C-Atlas	解码和注释m5C表观转录组的数据库	https://www.xjtlu.edu.cn/biologicalsciences/m5c-atlas
MeT-DB v2.0	用于研究m6A的数据库，前一个版本是第一个关于m6A在转录组中的综合资源	http://compgenomics.utsa.edu/MeTDB/
RMBase v2.0	解读RNA修饰图谱的数据库，基于表观转录组测序数据	http://rna.sysu.edu.cn/rmbase/
REPIC	一个m6A甲基组图谱，具有细胞系或组织特异性	https://repicmod.uchicago.edu/repic
CVm6A	一个用于探索和可视化全球m6A模式的数据库，涵盖不同细胞系	http://gb.whu.edu.cn:8080/CVm6A
RMVar	一个涉及RNA修饰的功能变异的数据库	http://rmvar.renlab.org
RMDisease	一个揭示与疾病相关的变异及其表观转录组扰动的数据库	www.xjtlu.edu.cn/biologicalsciences/rmd
REDIdb	一个专门的植物线粒体RNA编辑修饰数据库	http://srv00.recas.ba.infn.it/redidb/index.html
RADAR	一个严格注释的A-to-I RNA编辑数据库，涵盖人类、小鼠和果蝇	http://RNAedit.com
DARNED	一个集中在A-to-I编辑的人类RNA编辑数据库	https://darned.ucc.ie/
REDIportal	最大且专门的A-to-I编辑数据库，涉及多种人类组织	http://srv00.recas.ba.infn.it/atlas/

细胞代谢

细胞代谢是细胞维持生命活动的基础，而RNA修饰通过影响代谢途径的关键酶、转运蛋白以及转录因子的表达，调节着细胞的代谢过程。文章总结了四种代谢

1. 葡萄糖代谢：细胞能量产生的核心，包括糖酵解、有氧氧化、糖原合成和糖异生等过程。在癌细胞中，糖酵解即使在有氧条件下也会优先于线粒体氧化磷酸化，这一现象称为Warburg效应。RNA修饰通过调节关键酶（如己糖激酶、乳酸脱氢酶）和葡萄糖转运蛋白的表达，参与糖代谢的调控。糖尿病和癌症等病理中，m6A修饰、FTO、METTL3等在调控葡萄糖代谢方面发挥重要作用。
2. 脂质代谢：细胞膜的基本组成部分，也是能量储存的重要来源。在能量充足时，脂肪酸通过酯化储存在脂滴中，而在能量缺乏时，脂肪酸通过β-氧化生成ATP。脂质合成受固醇调节元件结合蛋白（SREBP1c）的调控。RNA修饰参与脂质代谢的多个环节，调节脂肪酸合成和分解等过程，影响细胞的能量平衡。
3. 氨基酸代谢：氨基酸代谢涉及合成、降解以及调节氨基酸水平的关键途径。RNA修饰通过调节氨基酸代谢相关基因的表达，影响细胞的氨基酸合成、蛋白质合成及细胞内信号传导路径。
4. 线粒体代谢：细胞能量的主要供应者，涉及氧化磷酸化和ATP的合成。RNA修饰通过影响与线粒体功能相关的基因的表达，如与ATP合成相关的酶，调节线粒体代谢和能量产生。

调控因子	疾病	目标	机制	代谢组别
METTL3	肥胖	FASN	上调mRNA水平	脂质代谢
		CCND1	通过YTHDF2促进CCND1 mRNA降解	脂质代谢
FTO		RUNX1T1	调控RNA结合能力	脂质代谢
		CCNA2/CDK2	降低YTHDF2介导的mRNA衰变	脂质代谢
YTHDF1	NAFLD	MTCH2	促进翻译	脂质代谢
METTL3/14	NAFLD	ACLY/SCD1	上调基因表达	脂质代谢
FTO		SREBP1/SCD1	通过m6A去甲基化上调基因表达	脂质代谢
ALKBH5		LINC01468	稳定LINC01468，促进INPPL1降解	脂质代谢
YTHDF3		PRDX3	促进翻译	脂质代谢
METTL14	AS	p65	促进p65的表达	氨基酸代谢
FTO	BLCA	PPARγ	降低PPARγ表达并促进AMPK磷酸化	脂质代谢
METTL14	BRCA/HCC	CPT1B	通过m6A水平上调CPT1B	脂质代谢
METTL5	HCC	ACSL4	促进FAO	脂质代谢
FTO	EC	HSD17B11	增强翻译	脂质代谢
YTHDF2	CRC	DEGS2	促进降解，诱导脂质失调	脂质代谢
IGF2BP2	AML	MFSD2A	稳定PRMT6 mRNA抑制MFSD2A表达	脂质代谢
METTL3	NSCLC	DCP2	加速降解	线粒体代谢
METTL14	CRC	miR-17-5p	通过YTHDC2降解miR-17-5p	线粒体代谢
IGF2BP1	GC	NDUFA4	稳定NDUFA4 mRNA增强氧化代谢	线粒体代谢
FTO	ccRCC	PGC-1α	上调PGC-1α表达	线粒体代谢
METTL3	BRCA	AK4	上调AK4，促进ROS生成	线粒体代谢
FTO	ccRCC	SLC1A5	上调SLC1A5表达	氨基酸代谢
YTHDF1	CRC	GLS	促进GLS的翻译	氨基酸代谢
IGF2BP2	AML	GPT2/SLC1A5/MYC	稳定多个氨基酸代谢相关基因的mRNA	氨基酸代谢
METTL16	AML	BCAT1/2	促进表达，调节支链氨基酸代谢	氨基酸代谢

免疫代谢

一般而言，免疫代谢涉及活化和静息免疫细胞之间的区别。前者的代谢方式类似于恶性细胞，Warburg效应，没有明显的OXPHOS，而后者从FAO和Krebs循环中获取能量。这里重点关注RNA修饰对不同免疫反应中免疫代谢的贡献。

1. 抗肿瘤免疫

• 肿瘤免疫微环境（TIME）：肿瘤细胞消耗大量葡萄糖和谷氨酰胺，形成不利的免疫细胞环境，导致免疫抑制。
• T细胞的葡萄糖代谢：T细胞在肿瘤微环境中受到糖酵解抑制，但VHL缺乏可诱导糖酵解酶GAPDH的表达，增强ICOS mRNA上的m6A修饰，抑制ICOS表达，从而影响Tfh细胞的分化。
• M1巨噬细胞的代谢适应：m6A修饰通过YTHDF2介导的STAT1 mRNA降解，抑制糖酵解相关基因的表达，进而影响M1巨噬细胞极化。
• 乳酸的免疫抑制作用：乳酸积累通过m6A修饰支持Treg细胞，促进免疫逃逸。
• 脂质代谢的影响：肿瘤细胞分泌的脂质对T细胞、树突状细胞和巨噬细胞产生有害影响，m6A甲基化通过调节脂质摄取平衡维持巨噬细胞功能。

2. 抗病毒免疫

• 病毒RNA的m6A修饰：m6A、m5C、ac4C、Ψ等RNA修饰调控病毒RNA的感知和信号传导，影响抗病毒免疫反应。
• 干扰素途径的调控：METTL3/14通过YTHDF2提高IFNB mRNA的周转率，加速病毒传播。
• ALKBH5与病毒传播：ALKBH5通过代谢重组促进病毒传播，影响病毒的复制。
• RNA修饰与免疫细胞功能：病毒感染通过改变RNA修饰影响免疫细胞功能，但与病毒感染的具体机制仍有待进一步研究。

3. 炎症和自身免疫性疾病

• m6A修饰在炎症中的作用：m6A修饰参与调节自身免疫性疾病和炎症反应。例如，METTL3在类风湿性关节炎（RA）患者中显著上调，与CRP和ESR等炎症标志物呈正相关。
• m5C在系统性红斑狼疮（SLE）中的作用：SLE中CD4+T细胞中m5C水平降低，NSUN2表达减少，影响炎症途径的基因表达。
• 树突状细胞依赖的炎症反应：m6A修饰通过调节糖酵解和树突状细胞迁移，影响免疫反应中的反馈控制。
• 巨噬细胞极化与代谢重编程：m6A甲基化通过增强HDGF的表达，调节M1巨噬细胞的糖酵解和脂质积累，进而影响动脉粥样硬化等疾病的发展。
• METTL3与PGC-1α在炎症中的作用：METTL3介导的PGC-1α mRNA的m6A修饰参与线粒体功能障碍和氧化低密度脂蛋白（oxLDL）诱导的单核细胞炎症。

RNA修饰与代谢和免疫疗法的联合应用正在成为治疗耐药性的重要策略。通过靶向m6A调节因子如METTL3、FTO等，研究发现可以克服肿瘤的化学耐药性并增强免疫治疗效果。例如，METTL3通过调节5-FU耐药性，FTO抑制剂能恢复对顺铂的敏感性。RNA修饰调节剂与现有抗癌药物的联合应用，如与免疫检查点阻断疗法（ICB）配合使用，已显示出改善肿瘤免疫反应的潜力。