研究背景

        结直肠癌(CRC)是全球第三大常见恶性肿瘤，其高发病率和高死亡率一直是医学领域的重大挑战。尽管近年来在早期诊断和治疗方面取得了一定进展，但晚期转移性结直肠癌的预后仍然不容乐观。研究表明，结直肠癌的发病机制复杂，其中癌症干细胞(CSCs)的存在被认为是导致肿瘤复发、转移和化疗耐药的关键因素。CSCs具有自我更新和分化的能力，能够维持肿瘤的持续生长，并且对常规化疗药物表现出较高的耐药性。

        近年来，表观遗传修饰在肿瘤发生发展中的作用逐渐受到关注。N6-甲基腺苷(m6A)是真核生物mRNA上最丰富的内部修饰之一，其动态平衡由“书写者”(如METTL3)、“擦除者”(如ALKBH5)和“阅读者”(如YTHDF1)共同调控。ALKBH5作为m6A擦除酶，在多种肿瘤中发挥着重要作用，但其在结直肠癌干细胞中的具体作用尚不明确。

        2025年12月，Nature Communications发表了一篇题为“Targeting of the m6A eraser ALKBH5 suppresses stemness and chemoresistance of colorectal cancer”的研究文章，揭示了ALKBH5在结直肠癌干细胞中的关键作用及其潜在的临床应用价值，为结直肠癌的治疗提供了新的思路和靶点。

        研究方法

        本研究是一项综合性的基础研究，旨在探讨RNA m6A擦除酶ALKBH5在结直肠癌干细胞中的功能及其对化疗耐药性的影响。研究通过体外细胞实验(包括患者来源的结直肠癌干细胞球和类器官培养)、体内动物模型(结肠干细胞特异性ALKBH5敲入和敲除小鼠)以及纳米颗粒递送系统等多种方法，系统评估了ALKBH5对结直肠癌干细胞特性、肿瘤发生以及化疗敏感性的作用。实验分组包括对照组、ALKBH5敲低组、敲入组以及联合化疗组等，通过多种分子生物学技术(如RNA测序、m6A测序、核糖体测序和Western blotting免疫印迹法)和影像学检测(如肿瘤体积和重量测量)来评估各组的差异。

        研究结果

        ▌ALKBH5表达与结直肠癌干细胞标志物正相关

        研究发现，ALKBH5在结直肠癌患者中的表达与干细胞标志物(如LGR5和CD133)显著正相关(P<0.0001，R=0.429;P<0.0001，R=0.413)。单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析显示，ALKBH5主要表达在肿瘤细胞中，且与LGR5和CD133的共表达比例较高(R=0.39，P<0.0001;R=0.25，P<0.0001)。此外，免疫组化染色也证实了ALKBH5与LGR5和CD133在小鼠模型中的共定位表达。这些结果表明ALKBH5在结直肠癌干细胞中可能发挥重要作用，为后续研究提供了基础。

        ▌ALKBH5对结肠干细胞增殖和分化的调控

        在结肠干细胞特异性ALKBH5敲入(Alkbh5-cKI)小鼠中，肠干细胞的增殖能力显著增强，Ki67阳性细胞数量显著增加(P<0.0001)。同时，分化标志物(如MUC2和Chromogranin A)的表达显著下降。相反，在ALKBH5敲除(Alkbh5-cKO)小鼠中，AOM-DSS诱导的结直肠癌形成显著减少，肿瘤数量和负荷显著降低(P=0.03和P=0.047，图1)。这些结果表明ALKBH5在结肠干细胞中通过调控增殖和分化影响肿瘤的发生发展。

图1结肠干细胞特异性ALKBH5敲除抑制结直肠癌发生和干细胞特性

        ▌ALKBH5在患者来源的CSCs和类器官中的作用

        在患者来源的结直肠癌干细胞(POP66和CSC2839)中，ALKBH5敲低显著抑制了细胞的增殖和自我更新能力(P<0.001，图2)，并且降低了CSC标志物的表达。此外，在PDOs中，ALKBH5敲低也显著抑制了肿瘤类器官的生长和自我更新能力。这些结果进一步证实了ALKBH5在维持结直肠癌干细胞特性中的关键作用，为靶向治疗提供了潜在的靶点。

图2ALKBH5对结直肠癌干细胞(CSCs)的自我更新能力至关重要

        ▌ALKBH5的分子机制：FAM84A-β-catenin轴

        通过整合RNA测序(RNA-seq)、m6A测序(MeRIP-seq)和核糖体测序(Ribo-seq)，研究发现FAM84A是ALKBH5的直接靶基因。ALKBH5通过去甲基化FAM84A mRNA，降低其稳定性，进而减少FAM84A的表达。FAM84A被证实与β-catenin相互作用，通过促进β-catenin的泛素化和降解来抑制CSCs的干性特征。因此，ALKBH5通过抑制FAM84A表达，激活Wnt/β-catenin信号通路，促进结直肠癌干细胞的特性。这一发现不仅揭示了ALKBH5的分子机制，还为靶向治疗提供了新的靶点。

        ▌ALKBH5与化疗耐药性

        研究发现，ALKBH5的高表达与化疗耐药性相关。在体外实验中，ALKBH5过表达的CSCs对5-FU和奥沙利铂(Oxaliplatin)表现出显著的耐药性，而ALKBH5敲低则增强了化疗药物的敏感性。在体内实验中，ALKBH5敲除小鼠接受5-FU或奥沙利铂治疗后，肿瘤数量和负荷显著减少，细胞增殖抑制，凋亡标志物表达增加。这些结果表明ALKBH5在化疗耐药性中发挥重要作用，靶向ALKBH5可能成为克服化疗耐药性的有效策略。

        ▌靶向ALKBH5的治疗效果

        研究者利用纳米颗粒(VNP)包裹siRNA靶向ALKBH5，并与化疗药物联合使用。结果显示，VNP-siALKBH5联合化疗药物在抑制肿瘤生长和诱导细胞凋方方面表现出显著的协同作用，显著降低了肿瘤重量和体积。此外，VNP-siALKBH5联合化疗药物还显著降低了β-catenin、LGR5和CD133的表达，增加了细胞凋亡标志物的表达。这些结果表明，靶向ALKBH5可以有效抑制结直肠癌干细胞的特性，并克服化疗耐药性，为结直肠癌的治疗提供了新的策略和潜在靶点。

        总结

        本研究发现，ALKBH5在结直肠癌干细胞(CSCs)中起关键作用，其表达水平与干细胞标志物密切相关。在小鼠模型中，ALKBH5的增加会加速结直肠癌的发生，而其减少则能抑制肿瘤生长。研究还揭示了ALKBH5通过调控FAM84A的稳定性来激活Wnt/β-catenin信号通路，进而促进CSCs的特性。此外，ALKBH5与化疗耐药性有关，其抑制可增强化疗效果。基于这些发现，研究开发了一种纳米颗粒递送系统，能够有效靶向ALKBH5并联合化疗药物显著抑制肿瘤，为结直肠癌治疗提供了新的策略和靶点。

        参考文献

        ZHOU H, CHEN H, LIU W,et al. Targeting of the m6A eraser ALKBH5 suppresses stemness and chemoresistance of colorectal cancer[J]. Nat Commun,2025.DOI:10.1038/s41467-025-67502-0.

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