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各人好,这里是专注表观组学十余年,领跑多组学科研服务的易基因。
克日,安徽医科大学徐亚运、柳文强为共同第一作者,陈飞虎教授为唯一通讯作者,在《INT J BIOL MACROMOL》(简称IJBM)期刊发表题为“METTL3 increases ferroptosis resistance to facilitate the tumor-like features of rheumatoid arthritis synovial fibroblasts through enhancing SLC7A11 mRNA stability in an m6A-IGF2BP2-dependent manner”的科研效果。研究聚焦于类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis, RA)滑膜成纤维细胞(Synovial Fibroblasts, SFs)的肿瘤样特性(tumor-like characteristics),探究了N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine, m6A)修饰在RA发病机制中的作用,特殊是METTL3通过m6A修饰加强SLC7A11 mRNA稳固性,进而影响RA滑膜成纤维细胞的增殖、迁徙和侵袭本领的分子机制。易基因科技为本研究提供的MeRIP-seq和RNA-seq技能服务支持,助力展现m6A修饰在RA中的告急作用。
标题:METTL3 increases ferroptosis resistance to facilitate the tumor-like features of rheumatoid arthritis synovial fibroblasts through enhancing SLC7A11 mRNA stability in an m6A-IGF2BP2-dependent manner(METTL3通过m6A-IGF2BP2依赖性方式加强SLC7A11 mRNA稳固性,进步铁殒命抗性,从而促进类风湿关节炎滑膜成纤维细胞的肿瘤样特性)
发表时间:2025年7月5日
发表期刊:INT J BIOL MACROMOL
影响因子:IF8.5/Q2
技能平台:MeRIP-seq、RNA-seq(易基因金牌技能)
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2025.145698
激活的类风湿关节炎滑膜成纤维细胞(RASFs)表现出肿瘤样特性,在类风湿关节炎(RA)的关节粉碎中起偏告急作用。m6A作为mRNA上的告急修饰,到场多种生物过程,然而其在RA发病机制中的具体作用尚未完全明确。本研究旨在探究m6A甲基化对RASFs增殖、迁徙和侵袭的作用及其潜伏机制。研究效果展现RA患者滑膜和滑膜成纤维细胞中METTL3表达上调。敲低METTL3可淘汰RASFs增殖、迁徙和侵袭。具体而言,METTL3介导SLC7A11 mRNA的m6A修饰,通过与胰岛素样生长因子2 mRNA团结卵白2(IGF2BP2)互作以加强其稳固性。别的,METTL3敲低加快RASFs中erastin诱导的铁殒命,并进一步克制RASFs肿瘤样特性。通过在胶原诱导性关节炎(Collagen-Induced Arthritis, CIA)小鼠模子的关节内注射携带shMETTL3的慢病毒实验表现出关节炎严肃水平减轻和克制滑膜成纤维细胞侵袭举动。总之,本研究效果表明,METTL3介导的m6A修饰在RA滑膜增生和侵袭的发病机制中起着关键作用。靶向METTL3治疗干预大概为RA的治疗提供一种新方法。
表示图:METTL3介导的SLC7A11 m6A修饰到场RASFs增殖、迁徙和侵袭
研究方法
- 患者和构造样本:研究纳入RA患者,以及因关节创伤继承手术的对照组患者。从患者中获取滑膜构造样本,分离出滑膜成纤维细胞(SFs)。
- 细胞转染:利用siRNA技能敲低METTL3、IGF2BP1、IGF2BP2、IGF2BP3等基因并举行转染。
- m6A修饰检测:通过MeRIP-qPCR技能定量分析检测m6A修饰水平。
- RNA测序(RNA-seq)和m6A测序(MeRIP-seq):对METTL3敲低和对照组的RASFs举行RNA-seq和MeRIP-seq,分析m6A修饰的基因表达差异。
- 动物实验:在胶原诱导性关节炎(CIA)小鼠模子中,通过关节内注射携带METTL3 shRNA的腺相干病毒(AAV9)载体,评估METTL3敲低对关节炎严肃水平的影响。
效果图形
(1)RA患者滑膜和滑膜成纤维细胞中m6A水平及m6A修饰相干卵白的表达
在RA患者的滑膜构造中,m6A修饰水平明显高于对照组(图1A)。与关节创伤患者相比,RA患者的滑膜中METTL3卵白水平明显升高(图1B-C)。在胶原诱导性关节炎(CIA)小鼠模子中,研究职员也观察到滑膜构造中METTL3卵白水平的上调(图1D-E)。
为全面相识METTL3在RA中的作用,研究职员还比力了RA患者滑膜成纤维细胞(RASFs)和正常滑膜成纤维细胞(NSFs)中METTL3的表达水平。效果表现,无论是mRNA水平照旧卵白水平,METTL3在RASFs中的表达均明显高于NSFs(图1F-H)。别的,RA患者的滑膜中METTL3卵白水平与红细胞沉降率(ESR)和C反应卵白(CRP)水平呈正相干(图1I-J)。这些效果表明,METTL3在RA的发病机制中大概存在关键作用。
图1:RA患者滑膜和SFs中METTL3表达增长。
- 接纳点杂交实验检测RA患者和关节创伤患者滑膜中m6A的水平。
(B-C) 通过免疫组化分析RA患者和康健对照者FLSs中m6A甲基化相干酶的表达。
(D-E) 通过免疫组化分析CIA小鼠和对照小鼠滑膜中METTL3的表达。
(F-H) 通过(F)RT-qPCR和(G和H)免疫荧光分析RASF和NSF中METTL3的表达。
(J) 分析RA患者滑膜中METTL3与CRP的相干性。
(2)METTL3敲低克制RASFs的增殖、迁徙和侵袭
通过siRNA技能敲低METTL3后,RASFs的增殖本领明显低沉,如CCK-8和EdU实验所示(图2A-C)。别的,METTL3敲低还克制RASFs的迁徙和侵袭本领,通过Transwell实验和创伤愈合实验进一步验证(图2D-H)。这些效果表明,METTL3在RASFs的肿瘤样特性中发挥告急作用。
图2:METTL3敲低克制RASFs的增殖、迁徙和侵袭。
(A-C)CCK-8和EdU实验效果,表现METTL3敲低对RASFs增殖的作用。
(D-F)Transwell实验效果,表现METTL3敲低对RASFs迁徙和侵袭的作用。
(G-H)伤口愈合实验效果,表现METTL3敲低对RASFs迁徙本领的作用。
(3)SLC7A11是METTL3在RASFs中的m6A修饰靶点
通过m6A测序(m6A-seq)和RNA测序(RNA-seq)技能,研究职员对METTL3敲低的RASFs举行了全面的多组学分析。分析效果展现,METTL3敲低的RASFs中SLC7A11 mRNA的m6A修饰明显淘汰(图3B)。SLC7A11卵白水平在METTL3敲低后也明显低沉(图3C-D)。别的,通过双荧光素酶陈诉基因实验验证了METTL3对SLC7A11 mRNA的m6A修饰作用(图3E-F)。这些效果表明,METTL3通过m6A修饰调控SLC7A11 mRNA的稳固性。
附图3:m6A-seq(MeRIP-seq)和RNA-seq判定METTL3的鄙俚靶点。
(A)差异表达基因的火山图。
(B)差异m6A修饰位点的火山图。
(C)m6A水平和mRNA表达水平明显厘革的基因分布。
图3:METTL3介导SLC7A11 mRNA的m6A修饰,加强其表达。
- 通过RT-qPCR分析METTL3缺失的RASFs与siRNA-NC细胞相比NRG1、CKAP2L、SLC7A11、ZBTB2和GRPR的表达。
- 通过MeRIP-qPCR检测METTL3缺失的RASFs与siRNA-NC细胞相比NRG1、CKAP2L、SLC7A11、ZBTB2和GRPR的m6A修饰。
(C-D) METTL3敲低后RASFs中SLC7A11卵白的表达。
(E-F) 通过双荧光素酶陈诉基因实验验证SLC7A11和METTL3的互作。
(G-I) 通过免疫组化评估RA患者和CIA小鼠滑膜中METTL3的表达。
(J) 通过RT-qPCR评估RASF和NSF中METTL3的mRNA表达。
(K-L) 通过免疫荧光评估RASF和NSF中METTL3的卵白表达。
(4)METTL3敲低加快erastin诱导的铁殒命并进一步克制RASFs的肿瘤样特性
在RASFs中,METTL3敲低加快了erastin诱导的铁殒命,表现为线粒体膜电位低沉、GSH水平降落、MDA水平升高以及ROS水平增长(图4A-E)。别的,METTL3敲低进一步克制erastin处理处罚的RASFs肿瘤样特性,如增殖、迁徙和侵袭本领的低沉(图5A-H)。这些效果表明,METTL3通过调控铁殒命促进RASFs的肿瘤样特性。
图4:METTL3敲低加快RASFs中erastin诱导的铁殒命。
- 接纳JC-1染色检测线粒体膜电位。
- 通过透射电子显微镜观察线粒体形态。
- 利用DCFH-DA探针检测细胞内ROS开释。
- 检测GSH水平。
- 检测MDA水平。
图5:METTL3敲低克制经erastin处理处罚的RASFs肿瘤样特性。
(B-C) 利用EdU染色检测RASFs的增殖情况。
(D-F) 接纳Transwell实验检测RASFs的趋化迁徙和侵袭本领。
(G-H) 通过创伤愈合实验分析RASFs的迁徙本领。
(5)判定出SLC7A11 mRNA上m6A修饰的reader卵白IGF2BP2,其介导稳固性和表达增长
通过RNA免疫沉淀(RIP)实验,发现IGF2BP2能与SLC7A11 mRNA团结,而且这种团结依赖于m6A修饰(图6C-F)。IGF2BP2的过表达部分抵消了METTL3敲低对erastin诱导的铁殒命作用(图7E-H)。这些效果表明,IGF2BP2通过介导SLC7A11 mRNA上的m6A修饰,加强了其稳固性和表达。
图6:IGF2BP2辨认SLC7A11 mRNA的m6A修饰并加强其稳固性和表达。
- 经ActD(5μg/ml)处理处罚后,RT-qPCR在指定时间点检测有或没有METTL3缺失的RASFs中SLC7A11 mRNA衰变率。
- 通过RT-qPCR检测IGF2BPs敲低对SLC7A11 mRNA表达的影响。
- RIP-qPCR效果表现了SLC7A11与RASFs中的IGF2BPs的关联。
- 经ActD(5μg/ml)处理处罚后,RT-qPCR在指定时间点检测有或没有IGF2BP2缺失的RASFs中SLC7A11 mRNA衰变率。
- 在有或没有IGF2BP2敲低的RASFs中,检测WT和Mutpmir-GLO质粒的荧光素酶活性。
- RIP分析展如今DAA克制SLC7A11的m6A甲基化后,SLC7A11与IGF2BP2的团结。
(6)SLC7A11或IGF2BP2过表达救济了METTL3敲低促进的erastin诱导的铁殒命
SLC7A11或IGF2BP2过表达部分抵消了METTL3敲低对erastin诱导的铁殒命的影响,表现为线粒体膜电位和GSH水平的增长,以及MDA水平的低沉(图7A-D)。这些效果进一步证实了SLC7A11和IGF2BP2在METTL3调控铁殒命中的告急作用。
图7:SLC7A11或IGF2BP2过表达救济了由METTL3敲低促进的erastin诱导的铁殒命。
- SLC7A11过表达对线粒体膜电位的影响。
- SLC7A11过表达对线粒体形态的影响。
- SLC7A11过表达对GSH水平的影响。
- SLC7A11过表达对MDA水平的影响。
- IGF2BP2过表达对线粒体膜电位的影响。
- IGF2BP2过表达对线粒体形态的影响。
- IGF2BP2过表达对GSH水平的影响。
- IGF2BP2过表达对MDA水平的影响。
(7)局部敲低METTL3减轻RA模子中的关节炎严肃水平
在CIA小鼠模子中,通过关节内注射携带METTL3 shRNA的AAV9载体,明显减轻了关节炎症状,包罗关节肿胀、滑膜增生和软骨腐蚀(图8B-J)。这些效果表明,METTL3的局部敲低是一种潜伏的RA治疗战略。
图8:关节内注射METTL3 shRNA对CIA大鼠关节炎严肃水平的影响。
- CIA模子的诱导和干预表示图。
- sh-METTL3对CIA小鼠体重的影响。
- sh-METTL3对CIA小鼠多关节炎指数的影响。
- 关节的H&E染色、甲苯胺蓝染色(toluidine blue)、番红O-固绿染色以及SLC7A11和METTL3免疫组化代表性图像。
- 对滑膜炎症的构造形态学分析的定量分析。
- 对滑膜增生的构造形态学分析的定量分析。
- 对软骨腐蚀的构造形态学分析的定量分析。
- 对骨腐蚀的构造形态学分析的定量分析。
- 对滑膜中SLC7A11表达的免疫组化定量分析。
- 对滑膜中METTL3表达的免疫组化定量分析。
结论和启示
本研究通过m6A-seq和RNA-seq技能,展现了METTL3通过m6A修饰调控SLC7A11 mRNA稳固性,进而影响RASFs的肿瘤样特性和铁殒命的分子机制。这些发现为RA的治疗提供了新的靶点,特殊是通过靶向METTL3或其鄙俚靶点SLC7A11和IGF2BP2,大概成为治疗RA的新战略。别的,本研究还夸大了m6A修饰在自身免疫性疾病中的告急作用,为将来类似研究提供了新的思绪和方法。
MeRIP-seq在本研究中的告急作用
本研究MeRIP-seq技能不但资助确定了SLC7A11 mRNA上的m6A修饰位点,还展现了METTL3对SLC7A11 mRNA稳固性的调控机制。这一发现为明白RA的发病机制提供了新的视角,并为开发新的治疗战略提供了潜伏的靶点。将来类似的研究可以利用MeRIP-seq技能深入探索m6A修饰在其他疾病中的作用,特殊是在自身免疫性疾病和癌症中。
关于易基因RNA m6A甲基化测序(MeRIP-seq)技能
易基因MeRIP-seq技能利用m6A特异性抗体富集发生m6A修饰的RNA片断(包罗mRNA、lncRNA等rRNA去除全部RNA),团结高通量测序,可以对RNA上的m6A修饰举行定位与定量,总RNA起始量可低沉至10μg,最低仅需1μg总RNA。广泛应用于构造发育、干细胞自我更新和分化、热休克或DNA损伤应答、癌症发生与发展、药物应答等研究范畴;可应用于动物、植物、细胞及构造的m6A检测。
大样本量m6A-QTL性状关联分析,传统MeRIP单个样品代价高,通常难以负担。易基因开发创建MeRIP-seq2技能,明显提成IP平行性,实现差异样本间相对定量,低沉检测资本。
易基因提供实用于差异科研需求的MeRIP技能:
- m6A甲基化-常量mRNA 甲基化测序(MeRIP-seq)
- m6A甲基化-常量mRNA +lncRNA甲基化测序(lnc-MeRIP-seq)
- m6A甲基化-微量mRNA +lncRNA甲基化测序(Micro-lnc-MeRIP-seq)
- 高通量m6A甲基化-常量mRNA甲基化测序(MeRIP-seq2)
技能上风:
- 起始量低:样本起始量可低沉至10-20μg,最低仅需1μg总RNA;
- 转录组范围内:可以同时检测mRNA和lncRNA;
- 样本要求:可用于动物、植物、细胞及构造的m6A检测;
- 重复性高:IP富集重复性高,最大化低沉抗体富集毛病;
- 应用范围广:广泛应用于构造发育、干细胞自我更新和分化、热休克或DNA损伤应答、癌症的发生与发展、药物应答等研究范畴。
研究方向:
m6A甲基化如今重要运用在分子机制的理论性研究
- 疾病发生发展:肿瘤、代谢疾病(如肥胖/糖尿病)、神经和精力疾病(如阿尔兹海默症/烦闷症)、炎症…
- 发育和分化:早期胚胎发育、个体/构造/器官生长发育、干细胞分化与运气决定、朽迈
- 情况袒露与相应:污染、抗逆、生存方式
关于m6A甲基化研究思绪
(1)团体把握m6A甲基化图谱特性:m6A peak数目厘革、m6A修饰基因数目厘革、单个基因m6A peak数目分析、m6A peak在基因元件上的分布、m6A peak的motif分析、m6A peak修饰基因的功能分析
(2)筛选具体差异m6A peak和基因:差异m6A peak判定、非时序数据的分析战略、时序数据的分析战略、差异m6A修饰基因的功能分析、差异m6A修饰基因的PPI分析、候选基因的m6A修饰可视化展示
(3)m6A甲基化组学&转录组学关联分析:Meta genes团体关联、DMG-DEG对应关联、m6A修饰目标基因的筛选战略
(4)进一步验证或后期试验
参考文献:
Xu Y, Liu W, Zai Z, Qian X, Hu W, Peng X, Chen F. METTL3 increases ferroptosis resistance to facilitate the tumor-like features of rheumatoid arthritis synovial fibroblasts through enhancing SLC7A11 mRNA stability in an m6A-IGF2BP2-dependent manner. Int J Biol Macromol. 2025 Jul 5:145698. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2025.145698.
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