N^(6)-甲基腺苷修饰在动脉粥样硬化中的作用及药物干预的研究进展

N^(6)-甲基腺苷(m 6A)修饰是真核生物mRNA中最常见的表观转录组修饰形式之一,具有动态可逆性。该修饰过程由甲基转移酶、去甲基化酶和与m 6A结合的蛋白质协同作用,影响mRNA的代谢和功能。越来越多的研究表明,m 6A RNA修饰在动脉粥样硬化(As)等多种疾病的发生和发展中扮演重要角色。文章综述了m 6A RNA修饰与As的关系。全文对m 6A RNA修饰机制以及在As相关细胞(如内皮细胞、巨噬细胞和平滑肌细胞)中的作用进行了全面总结,并探讨了m 6A RNA修饰与As危险因素,如高脂饮食、缺血缺氧、振荡应力及高血压的关联。最后,文章还对药物干预m 6A RNA甲基化以实现延缓As的研究进行了综述,为探索As早期诊断和治疗的新靶点提供了重要参考。

RNAN^(6)-甲基腺苷甲基化调控心脏衰老的分子机制

随着我国老龄化人口的增长,与老龄化相关的疾病也在增加,其中,衰老相关性心血管疾病是老年人死亡的主要原因。心脏衰老是指随着年龄增长,细胞的代谢活动和调节机制发生变化,导致心脏结构和功能发生一系列病理改变[1]。近年来大量研究发现,表观遗传修饰广泛参与心脏衰老的发生发展过程.

N6-腺苷酸甲基化修饰在肺癌及肺癌干细胞中的研究进展

肺癌作为全球范围内发病率和病死率均较高的恶性肿瘤之一,其复杂的发病机制一直是医学研究的重点。近年来,随着表观遗传学研究的深入,N6-腺苷酸甲基化(m6A)修饰作为一种重要的RNA表观遗传修饰方式,在肺癌及肺癌干细胞(LCSC)中的调控作用逐渐受到关注。m6A相关修饰酶的变化影响肺癌的发生发展,此外,m6A修饰与LCSC的调控通路也密切相关,m6A修饰通过影响干细胞的自我更新、增殖及耐药性,进而影响肺癌的进展。本研究对m6A修饰在肺癌及LCSC中的研究进展进行综述,为肺癌的精准治疗提供新的思路和方向。

N^(6)-甲基腺苷修饰及其调控蛋白在脑缺血中的表达变化及意义

目的本研究通过探讨N^(6)-甲基腺苷(N^(6)-methyladenosine,m^(6)A)修饰及其调控蛋白在脑缺血小鼠中的表达变化,为脑缺血治疗的分子靶点研究提供参考。方法取60只雄性C57BL/6J小鼠,随机分为假手术组、脑缺血1 d组、脑缺血3 d组和脑缺血7 d组,每组各15只,采用线栓法制作右侧大脑中动脉梗死模型,于缺血1 h进行拔栓再灌注。通过RNA提取及斑点印迹实验检测小鼠缺血侧脑组织RNA m^(6)A水平;使用荧光定量逆转录PCR检测小鼠缺血侧脑组织甲基转移酶3(methyltransferase 3,Mettl3)、甲基转移酶14(methyltransferase 14,Mettl14)、FTOα-酮戊二酸酯依赖性双加氧酶(FTO alpha-ketoglutarate dependent dioxygenase,Fto)、RNA去甲基化酶alkB同源基因5(alkB homolog 5,RNA demethylase;Alkbh5)、YTH N^(6)-甲基腺苷RNA结合蛋白1(YTH N^(6)-methyladenosine RNA binding protein 1,Ythdf1)、Ythdf2和Ythdf3的mRNA表达水平;利用免疫印迹实验检测缺血侧脑组织Mettl3、Mettl14、Fto、Alkbh5、Ythdf1、Ythdf2和Ythdf3蛋白的表达水平;借助免疫荧光染色观察缺血侧脑组织梗死周边区神经元中Mettl3、Fto、Ythdf1、Ythdf2和Ythdf3蛋白的表达变化情况。结果与假手术组相比,脑缺血3 d组脑组织RNA的m^(6)A水平升高(1.620±0.339 vs.1.000±0.192,P=0.0343)。(1)甲基转移酶表达情况:脑缺血7 d组Mettl3mRNA水平降低(0.675±0.059 vs.1.000±0.131,P=0.0331);脑缺血1 d组Mettl3(0.548±0.107 vs.1.000±0.056,P=0.0398)、Mettl14(0.534±0.218 vs.1.000±0.018,P=0.0108)蛋白表达水平降低;脑缺血3 d组Mettl3(0.410±0.341 vs.1.000±0.056,P=0.0084)、Mettl14(0.429±0.283 vs.1.000±0.018,P=0.0026)蛋白表达水平也均下降;免疫荧光染色显示脑缺血3 d组梗死周边区神经元中Mettl3蛋白表达减少。(2)去甲基化酶表达情况:脑缺血1 d组(0.405±0.209 vs.1.000±0.142,P=0.0108)、脑缺血3 d组(0.530±0.125 vs.1.000±0.142,P=0.0412)Fto蛋白表达水平降低;免疫荧光染色显示脑缺血3 d组梗死周边区神经元中Fto表达减少。(3)m^(6)A结合蛋白表达情况:脑缺血1 d组Ythdf1mRNA水平降低(0.708±0.046 vs.1.000±0.117,P=0.0331),Ythdf3mRNA水平升高(1.473±0.093 vs.1.000±0.142,P=0.0012);脑缺血3 d组Ythdf1(0.593±0.240 vs.1.000±0.117,P=0.0034)、Ythdf2(0.664±0.177 vs.1.000±0.200,P=0.0100)mRNA水平降低,Ythdf3 mRNA水平升高(1.451±0.281 vs.1.000±0.142,P=0.0018);脑缺血1 d组Ythdf1(0.486±0.177 vs.1.000±0.091,P=0.0197)、Ythdf3(0.536±0.107 vs.1.000±0.125,P=0.0400)蛋白表达水平降低;脑缺血3 d组Ythdf1(0.404±0.299 vs.1.000±0.091,P=0.0079)、Ythdf2(0.279±0.189 vs.1.000±0.261,P=0.0136)、Ythdf3(0.450±0.220 vs.1.000±0.125,P=0.0157)蛋白表达水平均降低;免疫荧光染色显示脑缺血3 d组梗死周边区神经元中m6A结合蛋白Ythdf1、Ythdf2、Ythdf3表达均减少。结论小鼠脑缺血后可能由Fto表达下调导致m^(6)A水平升高,Ythdf1、Ythdf2、Ythdf3蛋白表达水平趋势基本一致,可能存在功能冗余。

N6-甲基腺嘌呤甲基化:中医药防治疾病的新兴靶点

N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)修饰是真核细胞信使RNA(messenger RNA,mRNA)最常见的一种表观遗传修饰方式,近年来发现其在疾病的发生发展中扮演重要角色。通过国内外权威数据库检索分析,阐述了m6A修饰的概念、作用机制及其研究背景,介绍了参与调控m6A的三大类甲基化酶在m6A修饰过程中扮演的角色及其在疾病发生发展中的作用,并对近年来中药及其有效成分通过干预m6A修饰防治疾病的相关研究成果进行了系统地梳理和归纳发现,中药及其有效成分是宝贵的天然m6A调节剂,其在防治癌症、心血管疾病、生殖系统疾病及骨相关等疾病中具有较好的干预作用,但其干预m6A修饰防治疾病的研究正处于探索阶段,进一步探析其具体网络调控机制无疑是未来中医药研究的热门方向。为今后进一步探索中医药通过m6A修饰治疗疾病的潜在价值,挖掘开发可调控表观遗传的中药提供理论参考及依据。

N^(6)-腺苷酸甲基化修饰在心血管疾病中的研究 进展

N^(6)-腺苷酸甲基化(m6A)是真核生物mRNA最常见的转录后修饰,是一种动态可逆的过程。m6A受甲基化酶、去甲基化酶及甲基化阅读蛋白的调节,参与多种基因表达调控和疾病的病理过程。随着测序技术的发展,m6A在心血管疾病中的研究逐渐增多。该文介绍m6A在心血管疾病中的相关研究,探讨其在心血管疾病发生中的作用及可能机制。

N6-甲基腺苷甲基化相关因子在小鼠骨骼肌损伤修复中的表达及机制

目的探讨N6-甲基腺苷(m6A)甲基化相关因子在骨骼肌损伤后修复过程中的时间动态表达及其对损伤过程中巨噬细胞炎症反应的调控作用。方法建立BaCl2损伤小鼠腓肠肌模型,对照组和损伤组每组4只小鼠。分别于小鼠损伤后第1、3、5、7、9天取腓肠肌组织进行实验;分离培养原代腓肠肌肌组织细胞,肌卫星细胞,肌细胞和培养成肌细胞系C2C12细胞,添加地塞米松(DEX,50μmol/L)处理细胞模拟损伤;脂多糖(LPS,100μg/L)处理巨噬细胞系RAW264.7细胞模拟骨骼肌损伤后的炎症反应,LPS处理前添加STM2457(30μmol/L)抑制m6A甲基转移酶3(Mettl3)的作用。利用Real-time PCR和Western blotting方法检测m6A甲基化相关因子(Writers,Erasers,Readers)的表达和炎症因子的表达。结果肌纤维随着损伤时间的延长,出现溶解后逐渐修复,单核/巨噬细胞数量先增加后减少,配对盒7(Pax7)mRNA水平随着损伤时间的变化先升高后降低。与对照组相比,腓肠肌中的m6A甲基化相关因子的mRNA水平和蛋白水平在损伤第1天时变化不显著,到损伤第3天显著升高(P<0.05);损伤后第5天与第3天相比显著下降(P<0.05);损伤后第7天和第9天与对照组相比差异无显著性。DEX降低了原代肌卫星细胞和C2C12细胞m6A甲基转移酶因子的mRNA表达水平(P<0.05),升高了甲基化识别酶因子的mRNA表达水平(P<0.05)。骨骼肌肌组织细胞和肌细胞中m6A甲基化相关因子的mRNA水平在DEX处理后均显著升高(P<0.05)。LPS导致巨噬细胞中m6A甲基化相关因子的mRNA和蛋白水平及炎症因子白细胞介素(IL)-6和IL-1β的mRNA表达水平显著升高(P<0.05),而抑制Mettl3之后,巨噬细胞炎症因子mRNA水平显著下降(P<0.05)。结论m6A甲基化相关因子在受损的肌细胞和巨噬细胞炎症反应中被激活,抑制m6A甲基转移酶能够减弱巨噬细胞炎症反应。

N^(6)-甲基腺苷修饰在肿瘤程序性细胞死亡中的作用

非突变表观遗传重编程是肿瘤的关键特征之一,抵抗程序性细胞死亡是肿瘤的另一关键特征。作为体内最丰富的转录后表观遗传修饰方式,N^(6)-甲基腺苷(N^(6)-methyladenosine,m^(6)A)通过靶向调节程序性细胞死亡关键因子在肿瘤细胞凋亡、自噬、焦亡、铁死亡、坏死性凋亡、铜死亡中发挥重要作用。现已有靶向异常DNA甲基化、组蛋白修饰的表观遗传调节剂应用于临床,靶向m^(6)A修饰调控药物仍待探索。本文阐述了m^(6)A修饰调控肿瘤细胞程序性死亡的机制,旨在为通过调节m^(6)A修饰水平介导肿瘤细胞死亡这一潜在肿瘤治疗策略提供理论基础。

6-羟基染料木素及其甲基化衍生物的合成和抗氧化与抗缺氧活性

目的:缺氧是一种常见的病理现象,通常由机体组织供氧不足或无法有效利用氧导致。羟基化及甲氧基化黄酮类化合物具有显著的抗缺氧活性。本研究旨在探索6-羟基染料木素(6-hydroxygenistein,6-OHG)及其甲基化衍生物的合成方法和抗氧化与抗缺氧活性。方法:以鹰嘴豆芽素A为原料,经甲基化反应、溴化反应、甲氧基化反应及去甲基化反应得到6-OHG及其4个甲基化衍生物[4’,6,7-三甲氧基-5-羟基异黄酮(化合物3)、4’,5,6,7-四甲氧基异黄酮(化合物4)、4’,6-二甲氧基-5,7-二羟基异黄酮(化合物6)、4’-甲氧基-5,6,7-三羟基异黄酮(化合物7)]。采用氢-1核磁共振波谱法(1H-nuclear magnetic resonance spectroscopy,1H-NMR)和质谱法(mass spectrometry,MS)表征产物结构;高压液相色谱法检测化合物的纯度;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除实验检测化合物的体外抗氧化活性。将PC12细胞分为正常组、缺氧模型组、芦丁组(1×10-9~1×10^(-5)mol/L),以及常氧和缺氧条件下的目标化合物组(1×10-9~1×10^(-5)mol/L),采用细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)检测细胞活力,筛选得到抗缺氧活性优异的目标化合物及其最佳抗缺氧活性时的药物浓度。分别用抗缺氧活性优异的目标化合物、芦丁的最佳药物浓度处理PC12细胞后,在光镜下观察细胞形态,采用流式细胞术测定细胞凋亡率,蛋白质印迹法检测缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的蛋白质表达水平。结果:6-OHG及其4个甲基化衍生物的结构无误,纯度均>97%。当浓度为4 mmol/L时,化合物7和6-OHG的DPPH自由基清除率分别为81.16%和86.94%,均高于阳性对照芦丁,而化合物3、4、6的清除率均低于20%。与正常组相比,缺氧模型组的细胞活力显著下降(P<0.01);与缺氧模型组相比,化合物3、4、6对缺氧条件下的细胞活力无显著影响;在所有实验浓度下,6-OHG组的细胞活力均显著高于缺氧模型组(均P<0.05);在给药浓度为1×10^(-7)或1×10^(-6)mol/L时,化合物7组的细胞活力显著高于缺氧模型组(均P<0.05)。6-OHG和化合物7的抗缺氧活性优异,最佳药物浓度分别为1×10^(-6)和1×10^(-7)mol/L。采用6-OHG(1×10^(-6)mol/L)和化合物7(1×10^(-7)mol/L)处理PC12细胞后,与缺氧模型组相比,细胞损伤明显减轻,细胞凋亡率显著下降(P<0.01),HIF-1α和VEGF蛋白质的表达水平显著下调(均P<0.01)。结论:优化后的合成路线可提高6-OHG的产率,通过甲基化和选择性去甲基化得到4个衍生物。6-OHG和其衍生物化合物7表现出优异的体外抗氧化和抗缺氧活性,该活性与其分子中存在的A环邻三酚羟基结构有关。

信使RNA N6-甲基腺嘌呤甲基化修饰在血管性痴呆中的作用机制研究进展

信使RNA(mRNA)中的腺苷酸可发生甲基化转化为N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m^(6)A)进而调节mRNA的功能和代谢,这是一种高度动态可逆的表观转录组修饰方式。血管性痴呆(vascular dementia,VD)是由多种脑血管原因(如动脉粥样硬化、淀粉样改变等)引起的一种神经退行性疾病,近年来,有研究发现m^(6)A与VD的发病和进展密切相关,m^(6)A甲基化在调节神经元氧化应激、炎症反应、脑血管内皮损伤、线粒体功能障碍和突触可塑性等方面具有较大影响。文章对近几年关于m^(6)A甲基化修饰在VD中的潜在作用机制进行综述,以期为后续研究和靶向治疗VD提供新的科学思路。

3-甲基腺嘌呤对转化生长因子-β诱导大鼠肝脏星形细胞株HSC-T6活化及自噬的影响观察

目的观察3-甲基腺嘌呤(3-MA)对转化生长因子-β(TGF-β)诱导的大鼠肝星形细胞株HSC-T6活化及自噬的影响。方法取对数生长期的HSC-T6细胞分为空白组、TGF-β+PBS组、TGF-β+3-MA组。TGF-β+3-MA组细胞加入浓度为2 ng/mL TGF-β培养72 h后加入3-MA(0.5 mg/mL)处理24 h,TGF-β+PBS组细胞加入浓度为2 ng/mL TGF-β培养72 h后加入等量PBS处理24 h,空白组加入等量PBS处理,采用实时荧光定量PCR法检测各组细胞活化标志物α-SMA、TGF-βmRNA和自噬标志物LC3、Beclin-1、Atg5 mRNA,采用Western blotting法检测各组细胞活化标志物α-SMA、TGF-β蛋白和自噬标志物LC3、Beclin-1、Atg5蛋白。结果TGF-β+PBS组、TGF-β+3-MA组细胞活化标志物α-SMA、TGF-βmRNA和蛋白均高于空白组,且TGF-β+3-MA组均低于TGF-β+PBS组(P均<0.05)。TGF-β+PBS组、TGF-β+3-MA组细胞自噬标志物LC3、Beclin-1、Atg5 mRNA和蛋白均高于空白组,且TGF-β+3-MA组均低于TGF-β+PBS组(P均<0.05)。结论3-MA可抑制TGF-β诱导的大鼠肝星形细胞株HSC-T6活化及自噬。

N6-腺苷酸甲基化结合蛋白的遗传变异与胃癌风险关联分析

目的探讨YTHDF1 rs6011668、HNRNPA2B1 rs2070601和rs76558212的单核苷酸多态性(SNPs)与胃癌风险关联。方法收集胃癌病例457例,健康对照525例,采用结合多重PCR和高通量测序的Hi-SNP的基因分型方法对YTHDF1 rs6011668、HNRNPA2B1 rs2070601和rs76558212进行基因分型;使用χ^(2)检验和logistic回归分析SNPs与胃癌发病风险和临床进展的关联,使用多因素logistic回归和Risk Score(RS)模型综合分析环境和遗传因素对胃癌发病的影响。结果YTHDF1 rs6011668 TT基因型携带者的胃癌发病风险是CC基因型携带者的3.075倍(95%CI:1.128~8.382,P=0.028),是CC/TC基因型携带者2.961倍(95%CI:1.091~8.033,P=0.033);分层分析发现,TT基因型主要增加不饮茶者、吃腌制食物者和吃油炸食物者的胃癌发病风险(P<0.05);此外,TT基因型携带者增加胃癌浸润程度、淋巴结转移、远端转移和中晚期风险(P<0.05)。综合环境与遗传因素,计算病例组和对照组的风险评分(RS),以RS四分位数分组发现,RS得分越高,胃癌发病风险越高。与RS≤Q25组相比,Q25≤RS<Q50组、Q50<RS<Q75组和RS≥Q75组胃癌的发病风险分别为3.090、9.731和19.949。结论YTHDF1 rs6011668突变基因型可能与增加胃癌发病风险和推进临床进展有关,结合环境与遗传因素能更好地评估胃癌的发病风险。

化学干预N^(6)-甲基腺嘌呤修饰的研究进展

信使RNA(Messenger RNA,mRNA)上存在众多修饰,包括N^(6)-甲基腺嘌呤修饰(N^(6)-methyladenosine,m^(6)A)、N1-甲基腺嘌呤修饰(N1-methyladenosine,m^(1)A)及胞嘧啶甲基化(5-methylcytosine,m^(5)C)等.其中,m^(6)A是mRNA内部修饰碱基中占比最高的一种,影响着mRNA的5′和3′端加工、在细胞中的定位、降解和翻译等过程,并在转录后调控基因表达水平,以此参与胞内的多种生理活动.本文综合评述了m^(6)A修饰的分子机制及其与多种疾病的关系,概述了m^(6)A鉴定技术的发展历程,重点讨论了m^(6)A化学干预的最新研究进展,以期让读者全面了解m^(6)A修饰,并为后续开发针对m^(6)A修饰的小分子药物提供参考.

N6-腺苷酸甲基化修饰及其在肝脏疾病中的作用概述

N6-腺苷酸甲基化(m6A)修饰是近年来出现的一种控制所修饰基因表达的新的调控机制,作为一种可逆的表观遗传修饰,参与细胞的增殖、细胞分化和凋亡等多种生物学过程,深刻影响所修饰核糖核酸(RNA)分子的命运,并在几乎所有生物过程中发挥重要作用。在过去的诸多研究中,发现m6A修饰与肝脏相关疾病密切相关,如非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝细胞癌(HCC)等,从而积累了大量的实验依据,本文就m6A修饰调控因子及其在肝脏相关疾病中的发生发展相关研究进行综述。目的是进一步挖掘肝脏相关疾病发生发展的生物学机制,为其潜在的靶向治疗提供研究思路。

N6-甲基腺苷修饰在呼吸系统疾病中的研究进展

慢性呼吸系统疾病已成为影响我国居民健康的重要因素,给患者、社会带来沉重的经济负担。表观遗传因素在呼吸系统疾病的发生发展中有重要作用,RNA甲基化是重要表观遗传修饰方式之一,其中6-甲基腺嘌呤(m6A)作为一种转录后修饰方式在真核生物中广泛存在。关注m6A修饰在肺部疾病中的功能,对深入理解m6A表观遗传学调控规律,阐明肺部疾病的发病机制,提供药物治疗靶点,指导临床诊治具有重要意义。将对RNA m6A修饰在呼吸系统疾病中的研究进展作一综述。

RNA m^(6)A甲基化修饰在脏器纤维化中的研究进展

脏器纤维化是器官慢性炎症过程中常见的病理改变,主要特征为细胞外基质过度沉积引起组织损伤,形成永久性瘢痕,导致器官功能障碍,目前该类疾病治疗手段有限,预后较差。表观遗传学参与了纤维化进程,其中RNA N^(6)-甲基腺苷(m^(6)A)甲基化修饰作为真核生物中最常见的RNA转录后修饰通过参与信使RNA核输出、剪接、翻译和稳定等调控基因表达,从而影响生物学功能。m^(6)A甲基化修饰通过关键修饰酶调控相关通路参与脏器纤维化的形成和发展,这为脏器纤维化的治疗提供了新方向。

m^(6)A甲基化修饰在眼科疾病中的研究进展

N6-甲基腺苷(m^(6)A)是真核细胞中最普遍、最丰富和最保守的RNA内部修饰方式。m^(6)A修饰主要通过m^(6)A甲基转移酶、m^(6)A去甲基化酶和m^(6)A甲基化识别蛋白调节RNA的剪接、稳定性、输出、降解和翻译等。近年来的研究发现,m^(6)A甲基化异常可能介导眼部的多种病理过程,参与代谢性、炎症性、退行性眼病和眼部肿瘤的发生发展,如糖尿病视网膜病变、白内障、年龄相关性黄斑变性、葡萄膜黑色素瘤等。本文就m^(6)A甲基化修饰在眼部组织细胞和眼科疾病中的作用进行综述,阐明m^(6)A甲基化在眼病中的潜在分子机制,可能为某些眼科疾病的患者提供新的治疗思路。

m^(6)A甲基化修饰在女性生殖系统中的作用及研究进展

N6-甲基腺苷(m^(6)A)修饰是RNA中最丰富的表观遗传修饰方式,动态可逆地调控各种生命过程。近期研究表明,m^(6)A甲基化修饰及其调控因子在卵泡发育过程中必不可少,m^(6)A甲基化修饰失调会导致女性生殖系统疾病,包括多囊卵巢综合征、早发性卵巢功能不全、卵巢衰老甚至宫颈癌、子宫内膜癌和卵巢癌等妇科恶性肿瘤。本文对m^(6)A甲基化修饰作用于卵泡发育过程和女性生殖系统疾病发生发展过程的相关研究进展作一综述,系统介绍m^(6)A甲基化酶及其调控因子在卵泡发育和生殖系统疾病发生发展中的作用机制,旨在为女性生殖系统疾病预防、早期诊断和治疗提供新的检测方法和研究方向。

综合型有机化学实验:6-氨基-1,2,3,4-四氢-1-萘酮的双甲基化

针对目前有机化学基础实验陈旧、缺乏系统性等问题,强化实验教学“两性一度”的探索,设计了6-氨基-1,2,3,4-四氢-1-萘酮的双甲基化创新综合有机化学实验。在碱性条件下,以碘甲烷作为甲基化试剂进行取代反应生成二甲基取代产物,并利用核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、核磁共振碳谱(^(13)C NMR)、高效液相色谱对产物进行结构表征。包含文献检索、实验设计、实验操作、样品表征和数据分析等学习内容,可以使得学生在理论知识和实践操作两个方面能力有所提升,进而提高学生的综合素质。

有氧运动调节circRNAs m6A甲基化修饰改善高脂饮食小鼠心脏病理性重塑研究

目的:通过甲基化RNA免疫沉淀测序(MeRIP-seq)和转录组测序(RNA-seq)绘制N6-甲基腺苷(m6A)修饰图谱,探讨环状RNA(circRNAs)m6A甲基化修饰在有氧运动改善高脂饮食小鼠心脏病理性重塑中的作用。方法:C57BL/6J野生型小鼠随机分为正常饮食安静(normal diet-sedentary,ND-SED)组、正常饮食运动(normal diet-exercise,ND-EX)组、高脂饮食安静(high-fat diet-sedentary,HFD-SED)组和高脂饮食运动(high-fat diet-exercise,HFD-EX)组。ND-SED组和ND-EX组小鼠给予普通饲料喂养,HFD-SED组和HFD-EX组小鼠给予60%脂肪供能高脂饲料喂养12周后,ND-EX组和HFD-EX组小鼠进行8周有氧运动。运动干预结束后,检测小鼠体重、体脂含量和心功能。采血、取心脏,检测血清TC和TG含量,酶联免疫吸附测定检测心脏组织TG含量,RT-qPCR检测m6A调节因子,Western blot检测METTL3和FTO蛋白表达,比色法检测心脏组织m6A RNA甲基化含量,MeRIP-seq检测HFD-SED组和HFD-EX组小鼠心脏circRNAs m6A甲基化修饰,SRAMP预测发生m6A甲基化差异和表达差异的circRNA甲基化位点,MeRIP-qPCR验证其m6A水平。结果:8周有氧运动显著降低了高脂饮食小鼠体重和体脂含量,提高了左心室射血分数和短轴缩短率,抑制心脏纤维化和脂质沉积,改善心脏病理性重塑。有氧运动可以显著降低高脂饮食小鼠心脏m6A甲基化水平,甲基转移酶METTL3在其中发挥了重要作用。MeRIP-seq显示,HFD-SED组和HFD-EX组小鼠心脏受m6A修饰的circRNAs大部分都只具有1个m6A修饰位点,且m6A circRNAs主要来自重叠区和外显子。与HFD-SED组比较,HFD-EX组小鼠心脏有13个circRNAs发生了甲基化上调,19个circRNAs发生了甲基化下调,两组差异甲基化的circRNAs大部分来源于重叠区,长度主要富集在1~10000 bps,大部分位于1号、7号和13号染色体上。RNA-seq显示,与HFD-SED组比较,HFD-EX组小鼠心脏有40个circRNAs发生差异表达,其中22个显著上调,18个显著下调。MeRIP-seq和RNA-seq联合分析发现,只有circRNA_4614|Chr7:127484542_127486889_+(以下简称“circRNA_4614”)同时发生m6A甲基化差异和表达差异,其m6A水平和表达水平均显著上调。SRAMP预测显示,circRNA_4614存在8个潜在的m6A位点,其中1个位点具有非常高置信度,2个位点具有高置信度。MeRIP-qPCR验证显示,与HFD-SED组比较,HFD-EX组小鼠心脏circRNA_4614的m6A水平显著上调,其趋势与MeRIP-seq测序结果一致。结论:有氧运动可以显著降低高脂饮食小鼠心脏m6A甲基化水平,调节心脏circRNAs表达谱和m6A修饰谱。circRNA_4614介导的m6A修饰在有氧运动改善肥胖性心脏重塑中可能发挥重要作用。