第一作者：李拓阳、黄明哲、才锦麟

通讯作者：黄美近、林金鑫、禹汇川

通讯单位：中山大学附属第六医院、广东省胃肠病学研究所

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202518536

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在对抗癌症的战役中，我们的火力通常集中在那些快速增殖的癌细胞上。然而，中山大学研究团队的最新发现向我们展示了肿瘤极具欺骗性的一面：在结直肠癌组织深处，潜伏着一群看似“休眠”的衰老肿瘤细胞（Senescent Tumor Cells, STCs）。这些细胞虽然暂时停止了分裂扩张，但这并非意味着它们改邪归正，而是切换了生存赛道。它们从“冲锋陷阵”的战士，异化为了“制造混乱”的“网军”，通过疯狂分泌衰老相关分泌表型（SASP）来重塑微环境，为肿瘤的死灰复燃提供温床。本研究精准锁定了导致这一战术转换的幕后推手：TRMT6/ TRMT61A 甲基转移酶复合物。这组蛋白通过一种精细的手段，即在tRNA上添加一种名为m¹A的化学修饰，为关键代谢酶 ARG2 的合成提供了“绿色通道”。ARG2 的异常快速合成如同战场的“集结号”，不仅召唤并策反了巨噬细胞（使其从攻击者变为保护伞M2型），还激活了成纤维细胞为肿瘤修筑堡垒，甚至让周围原本普通的癌细胞变得更具侵袭性和干性。这一发现不仅揭示了肿瘤如何利用表观遗传修饰来逃避治疗压力，更为临床提供了一种十分具有潜力的“多维封锁”治疗策略。在传统化疗杀伤的基础上，或可通过切断这条特殊的通讯线路，精准瘫痪肿瘤内部的环境网络。

背景介绍

在经典的肿瘤生物学理论中，细胞衰老曾被视为机体的一种天然的“减速带”。当癌细胞面临化疗攻击或DNA损伤时，启动衰老程序可以强制其停止分裂，这在短期内确实起到了限制肿瘤生长的“刹车”作用。因此长久以来，细胞衰老被视为一种抑制癌症的机制，因为它们不长了。然而，现实情况远比理论复杂。本研究及近年来的前沿进展证实，这种“刹车”是有代价的。滞留在肿瘤内部的衰老细胞并未真正死亡，而是进入了一种代谢极度活跃的“假死”状态。它们虽然不再复制自身，却转而成为了全天候运作的“毒素工厂”，源源不断地向周围释放衰老相关分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，SASP）。这些SASP信号不仅能招募免疫抑制细胞来抵御免疫系统的攻击，还能像肥料一样滋养周围残存的癌细胞。因此，如何应对这群“杀不死又赶不走”、且不断恶化肿瘤微环境（tumor microenvironment ，TME）的顽固分子，成为了攻克晚期结直肠癌的关键难题。本研究正是从一种发生在RNA上的微观修饰——N¹-甲基腺苷（m¹A）入手，试图寻找掌控这一恶性转化的分子开关。

研究出发点

1）本研究基于临床队列与公共数据库，发现m¹A甲基转移酶复合物TRMT6/61A在结直肠癌中异常高表达并与患者不良预后显著相关，从而锁定其为驱动肿瘤进展的关键表观转录组调节因子。

2）结合tRNA-m¹A-seq与Ribo-seq多组学联合分析，从翻译控制层面揭示了TRMT6/61A通过特定tRNA的m¹A修饰，利用“密码子偏好性”特异性增强ARG2翻译效率并诱导“促肿瘤性衰老”的全新机制。

3）借助单细胞转录组测序与体内外功能实验，进一步证实TRMT6/61A-ARG2轴通过NF-κB通路调控SASP分泌，进而主动重塑肿瘤微环境，完成了从分子修饰到微环境重塑的机制闭环。

图文解析

为了探究m¹A修饰在结直肠癌（CRC）中的临床意义，研究团队首先分析了NEPDC队列的临床样本。免疫组化（IHC）和斑点杂交（Dot Blot）分析一致显示，直肠癌肿瘤组织中的整体RNA m¹A修饰水平显著高于癌旁正常组织 。生存分析进一步揭示，高m¹A水平与患者较差的总体生存期（OS）和无病生存期（DFS）呈显著正相关。机制上，Western Blot及多中心公共数据库分析证实，这种异常的m¹A高甲基化状态主要归因于其核心甲基转移酶（writer）——TRMT6/TRMT61A复合物的过度表达 ，且二者的高表达同样预示着患者的预后不良。这些数据确立了TRMT6/61A-m¹A轴是直肠癌进展中具有重要临床价值的干预靶点。

图RNA m¹A甲基化及其“writer”蛋白TRMT6/61A在结直肠癌中异常升高并提示不良预后

在确立临床相关性后，研究团队进一步探究TRMT6/61A与细胞衰老表型的功能关联。IHC连续切片分析显示，在直肠癌肿瘤组织中，TRMT6/61A的高表达区域与m¹A修饰水平及经典衰老标志物（p21, p16）的表达呈现高度的空间一致性和正相关性 。为了证实其中的因果关系及酶活性的必要性，研究构建了过表达野生型（OE-WT）和酶活缺失突变型（OE-MUT）TRMT6/61A的稳转细胞株。功能实验表明，仅在OE-WT细胞中观察到m¹A水平的显著提升及细胞衰老通路的激活。Western Blot及SA-β-Gal染色进一步证实，只有具备完整甲基转移酶活性的TRMT6/61A才能上调p21和p16水平并诱导广泛的细胞衰老表型，而酶活缺失突变体则无法诱导这一表型。这有力地证明了TRMT6/61A并非通过非经典途径，而是严格依赖其m¹A甲基转移酶活性来驱动肿瘤细胞的衰老进程。

图TRMT6/61A依赖其m¹A甲基转移酶活性驱动肿瘤细胞发生衰老

为深入阐明TRMT6/61A驱动细胞衰老的分子机制，研究团队联合应用了tRNA-m¹A-seq和Ribo-seq。测序结果揭示，TRMT6/61A过表达显著增加了tRNA-Glu-CTC等特定tRNA上的m¹A修饰水平 ，这并未改变下游基因的mRNA丰度，而是特异性地提升了包括 ARG2 在内的一组关键基因的翻译效率（translation efficiency, TE）。这种翻译增强效应并非随机，而是依赖于“密码子偏好性”，在双荧光素酶报告基因实验及ARG2同义密码子替换（codon-switch）突变体分析证实，上调tRNA的m¹A修饰能更高效地解码mRNA中富含的同义密码子（如GAG），从而在蛋白水平特异性上调ARG2表达。功能验证实验进一步表明，累积的ARG2蛋白通过激活mTOR信号通路诱导细胞衰老，而敲低ARG2或使用mTOR抑制剂雷帕霉素均能有效逆转TRMT6/61A介导的衰老进程。这一系列实验阐释了“TRMT6/61A-m¹A-tRNA-ARG2-mTOR”这一全新的表观转录组——衰老调控轴。

图3. 多组学联合分析揭示m¹A通过“密码子偏好性”机制特异性增强ARG2翻译效率并激活mTOR通路

为将研究层面从细胞内拓展至复杂的肿瘤微环境，研究团队进一步分析了结直肠癌单细胞转录组测序数据。基于无监督聚类与特征图谱分析，精准识别出一群共表达TRMT6/61A、ARG2及衰老标志物（CDKN1A/MTOR）的恶性细胞亚群。细胞通讯网络分析显示，具有衰老特征的ARG2+的细胞并非微环境中的被动组分，而是关键信号输出节点，通过分泌生长分化因子（GDF）、胰岛素样生长因子结合蛋白（IGFBP）等信号分子，构建了与M2型巨噬细胞和成纤维细胞间强度最高、连接最密集的交互网络。体外RT-qPCR实验进一步确证，TRMT6/61A的过表达显著诱导了包括CCL2、IL-6、TGF-β在内的多种经典SASP的转录。上述结果在转录组层面揭示了衰老肿瘤细胞通过旁分泌SASP因子主动重塑微环境的分子机制。

图单细胞测序数据揭示衰老肿瘤细胞通过SASP因子与巨噬细胞及成纤维细胞建立广泛的互作网络

为验证SASP的促癌功能，本研究采用条件培养基（CM）共培养体系进行功能分析。体外实验显示，TRMT6/61A过表达（OE-WT）细胞来源的CM可显著增强受体癌细胞的增殖、迁移及侵袭能力。分子水平检测证实，SASP可诱导受体细胞发生上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition, EMT），表现为E-cadherin表达下调而N-cadherin、Snail、Slug等间质标志物显著上调。体内异种移植模型进一步表明，与衰老肿瘤细胞共注射可显著加速肿瘤生长与局部侵袭。此外，本研究还观察到一项重要现象：TRMT6/61A诱导的衰老细胞并未进入终末静止状态，而是获得“衰老相关干性”（senescence-associated stemness, SAS）表型，其成球能力增强，并高表达NANOG、OCT4、EpCAM等干性转录因子。该结果提示，表观转录组驱动的细胞衰老不仅通过旁分泌SASP重塑微环境，更通过赋予细胞干性特征为肿瘤复发保留种子细胞。

图TRMT6/61A诱导的衰老肿瘤细胞通过SASP旁分泌促进邻近细胞恶性进展并赋予其"衰老相关干性"

除了直接作用于癌细胞本身外，本研究进一步探究了衰老肿瘤细胞对TME中异质性细胞群体的重塑作用。共培养体系实验显示，TRMT6/61A过表达细胞来源的SASP可显著促进THP-1单核细胞及原代成纤维细胞的定向迁移。机制研究表明，SASP作为微环境调控信号，可诱导单核细胞向免疫抑制性的M2型巨噬细胞极化，表现为CD206表达上调及IL-10、CCL17、CCL22等M2型细胞因子分泌增加；同时，SASP可激活CAFs的促癌功能，其活化标志物FAP和α-SMA表达显著升高。对结直肠癌患者组织的定量分析进一步证实，m¹A修饰水平与M2型巨噬细胞标志物CD163的浸润密度呈显著正相关。上述结果系统揭示了TRMT6/61A-ARG2轴通过SASP主动营造免疫抑制性促肿瘤微环境的分子机制。

图6. TRMT6/61A驱动的SASP重编程免疫与基质细胞，构建免疫抑制性及促侵袭性微环境

为阐明TRMT6/61A-ARG2轴调控SASP的分子机制，本研究聚焦于经典的炎症调控枢纽NF-κB信号通路。Western blot分析显示，TRMT6/61A-ARG2轴活化可诱导NF-κB亚基p65磷酸化，提示其为SASP产生的关键转录调控因子。采用NF-κB特异性抑制剂BAY11-7082进行挽救实验，结果显示阻断该通路可在转录水平显著抑制SASP基因表达。不仅如此，阻断该通路还能功能性地逆转其促癌效应，经抑制剂处理的衰老细胞条件培养基丧失促进受体癌细胞增殖、迁移及侵袭的能力，其诱导M2型巨噬细胞极化和CAFs活化的功能亦受损。上述结果证实NF-κB介导的SASP是TRMT6/61A-ARG2轴发挥非细胞自主性促癌功能的关键通路，提示联合靶向mTOR信号或SASP可作为潜在治疗策略。

图7. 阻断NF-κB通路可抑制SASP分泌并逆转TRMT6/61A驱动的微环境促癌重塑

总结与展望

本研究通过系统性多组学证据，绘制出了RNA m¹A 修饰如何驱动结直肠癌微环境重塑的生存路线图。它警示我们，肿瘤的演进是动态且狡猾的：当肿瘤细胞表现出衰老的“假死”状态时，TRMT6/61A-ARG2 轴线却可能被激活，将原本的“增殖压力”转化为“分泌攻势”，从而导致耐药和复发。对这一机制的阐述，为临床治疗提供了“衰老表型调节（Senomorphics）”疗法的新思路。可在传统放化疗等疗法正面杀伤肿瘤的同时，联合使用针对该通路的抑制剂进行“封口”行动。这种策略旨在直接切断SASP的信号发射源，逆转m¹A修饰异常导致的促癌衰老状态，让那些即便幸存下来的“僵尸细胞”也被迫保持功能性沉默。这种“攻防一体”的组合拳，有望打破结直肠癌耐药与复发的魔咒。

课题组介绍

禹汇川/骆衍新教授课题组主页：https://www.x-mol.com/groups/Luo-Yanxin

原文信息

Li T, Huang M, Cai J, Li X, Xing Y, He R, Wan Z, Gan Y, Li Z, Weng J, Xie Y, Wu Y, Liu X, Wang X, Luo Y, Huang M, Lin J, Yu H. m1A-Dependent TRMT6/61A-ARG2 Axis Drives Protumorigenic Senescence by Remodeling the Tumor Microenvironment. Adv Sci (Weinh). 2026 Jan 8:e18536. doi: 10.1002/advs.202518536. Epub ahead of print. PMID: 41504222.