The dynamic and reversible N6-methyladenosine (m6A) RNA modification installed and erased by N6-methyltransferases and demethylases regulates gene expression and cell fate. We show that the m6A demethylase ALKBH5 is highly expressed in glioblastoma stem-like cells (GSCs). Silencing ALKBH5 suppresses the proliferation of patient-derived GSCs. Integrated transcriptome and m6A-seq analyses revealed altered expression of certain ALKBH5 target genes, including the transcription factor FOXM1. ALKBH5 demethylates FOXM1 nascent transcripts, leading to enhanced FOXM1 expression. Furthermore, a long non-coding RNA antisense to FOXM1 (FOXM1-AS) promotes the interaction of ALKBH5 with FOXM1 nascent transcripts. Depleting ALKBH5 and FOXM1-AS disrupted GSC tumorigenesis through the FOXM1 axis. Our work uncovers a critical function for ALKBH5 and provides insight into critical roles of m6A methylation in glioblastoma.

The neuronal repressor REST (RE1-silencing transcription factor; also called NRSF) is expressed at high levels in mouse embryonic stem (ES) cells, but its role in these cells is unclear. Here we show that REST maintains self-renewal and pluripotency in mouse ES cells through suppression of the microRNA miR-21. We found that, as with known self-renewal markers, the level of REST expression is much higher in self-renewing mouse ES cells than in differentiating mouse ES (embryoid body, EB) cells. Heterozygous deletion of Rest (Rest+/-) and its short-interfering-RNA-mediated knockdown in mouse ES cells cause a loss of self-renewal-even when these cells are grown under self-renewal conditions-and lead to the expression of markers specific for multiple lineages. Conversely, exogenously added REST maintains self-renewal in mouse EB cells. Furthermore, Rest+/- mouse ES cells cultured under self-renewal conditions express substantially reduced levels of several self-renewal regulators, including Oct4 (also called Pou5f1), Nanog, Sox2 and c-Myc, and exogenously added REST in mouse EB cells maintains the self-renewal phenotypes and expression of these self-renewal regulators. We also show that in mouse ES cells, REST is bound to the gene chromatin of a set of miRNAs that potentially target self-renewal genes. Whereas mouse ES cells and mouse EB cells containing exogenously added REST express lower levels of these miRNAs, EB cells, Rest+/- ES cells and ES cells treated with short interfering RNA targeting Rest express higher levels of these miRNAs. At least one of these REST-regulated miRNAs, miR-21, specifically suppresses the self-renewal of mouse ES cells, corresponding to the decreased expression of Oct4, Nanog, Sox2 and c-Myc. Thus, REST is a newly discovered element of the interconnected regulatory network that maintains the self-renewal and pluripotency of mouse ES cells.

Background Despite recent discoveries of new molecular targets and pathways, the search for an effective therapy for Glioblastoma Multiforme (GBM) continues. A newly emerged field, radiogenomics, links gene expression profiles with MRI phenotypes. MRI-FLAIR is a noninvasive diagnostic modality and was previously found to correlate with cellular invasion in GBM. Thus, our radiogenomic screen has the potential to reveal novel molecular determinants of invasion. Here, we present the first comprehensive radiogenomic analysis using quantitative MRI volumetrics and large-scale gene- and microRNA expression profiling in GBM. Methods Based on The Cancer Genome Atlas (TCGA), discovery and validation sets with gene, microRNA, and quantitative MR-imaging data were created. Top concordant genes and microRNAs correlated with high FLAIR volumes from both sets were further characterized by Kaplan Meier survival statistics, microRNA-gene correlation analyses, and GBM molecular subtype-specific distribution. Results The top upregulated gene in both the discovery (4 fold) and validation (11 fold) sets was PERIOSTIN (POSTN). The top downregulated microRNA in both sets was miR-219, which is predicted to bind to POSTN. Kaplan Meier analysis demonstrated that above median expression of POSTN resulted in significantly decreased survival and shorter time to disease progression (P<0.001). High POSTN and low miR-219 expression were significantly associated with the mesenchymal GBM subtype (P<0.0001). Conclusion Here, we propose a novel diagnostic method to screen for molecular cancer subtypes and genomic correlates of cellular invasion. Our findings also have potential therapeutic significance since successful molecular inhibition of invasion will improve therapy and patient survival in GBM.

The transcription repressor REST in the dorsal root ganglion (DRG) is upregulated by peripheral nerve injury and promotes the development of chronic pain. However, the genes targeted by REST in neuropathic pain development remain unclear. The expression levels of 4 opioid receptor (Oprm1, Oprd1, Oprl1, Oprk1) and the cannabinoid CB1 receptor (Cnr1) genes in the DRG regulate nociception. In this study, we determined the role of REST in the control of their expression in the DRG induced by spared nerve injury (SNI) in both male and female mice. Transcriptomic analyses of male mouse DRGs followed by quantitative reverse transcription polymerase chain reaction analyses of both male and female mouse DRGs showed that SNI upregulated expression of Rest and downregulated mRNA levels of all 4 opioid receptor and Cnr1 genes, but Oprm1 was upregulated in female mice. Analysis of publicly available bioinformatic data suggested that REST binds to the promoter regions of Oprm1 and Cnr1. Chromatin immunoprecipitation analyses indicated differing levels of REST at these promoters in male and female mice. Full-length Rest conditional knockout in primary sensory neurons reduced SNI-induced pain hypersensitivity and rescued the SNI-induced reduction in the expression of Oprd1 and Cnr1 in the DRG in both male and female mice. Our results suggest that nerve injury represses the transcription of Oprd1 and Cnr1 via REST in primary sensory neurons and that REST is a potential therapeutic target for neuropathic pain.