特發性肺纖維化(IPF)是一種慢性、致命的肺部疾病,以肺實質中進行性和不可逆的異常基質沉積為特征。肌成纖維細胞主要來源于通過成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化(FMT)的固有成纖維細胞,是肺纖維化中主要的膠原生成細胞。N6-甲基腺苷(m6A)修飾涉及多種生物過程。然而,m6A修飾在肺纖維化中的作用在很大程度上仍然未知。
近日,上海市第一人民醫院王瑞蘭教授課題組在Molecular Therapy(最新IF11.454)期刊上發表了題為m6A modification regulates lung fibroblast-to-myofibroblast transition through modulating KCNH6 mRNA translation的研究論文,強調了m6A修飾在肺纖維化中的關鍵作用。并揭示了m6A調節FMT的作用機制。暗示通過靶向METTL3操縱m6A修飾可能成為治療肺纖維化的一種十分有前景的策略。
主要研究結果
1. 纖維化過程中m6A修飾增加
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2. 肺纖維化過程中m6A介導的基因變化
接下來,研究人員比較了正常和IPF肺樣本中19134個m6A峰的豐度。鑒定出111個超甲基化m6A峰,其mRNA轉錄本顯著上調(111個,超上調);100個低甲基化m6A峰,其mRNA轉錄本顯著上調(44個,超上調)或下調(56個,超下調)。此外,還確定了275個超甲基化m6A峰(275/386,71.2%),其mRNA轉錄本沒有明顯變化。這些超甲基化m6A轉錄本的GO分析表明,少數基因與轉錄、細胞粘附、GTPase活性、凋亡過程和鐵跨膜轉運相關。
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3. m6A修飾在體外調節FMT和成纖維細胞增殖
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4. 通過MELLT3沉默降低m6A水平可抑制肺纖維化并改善體內FMT
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5. KCNH6在體外參與m6A調控的FMT過程
眾所周知,KCNH6在人和小鼠的胰島素分泌和葡萄糖穩態中起關鍵作用。隨后研究人員探索了其在FMT過程中的作用。發現KCNH6沉默減弱了TGF-β1誘導的α-SMA和Col-1的表達。為了進一步證實KCNH6 mRNA是m6A修飾的直接靶點,研究人員在KCNH6 mRNA的CDS中發現3個GGAC基序,在3′ UTR中發現1個GGAC基序,然后構建野生型(pcDNA-KCNH6-WT)和突變型(pcDNA-KCNH6-mut)過表達載體。發現在過表達pcDNA-KCNH6-mut的METTL3沉默細胞中,KCNH6蛋白水平得到部分挽救。此外,過表達pcDNA-KCNH6-mut可以部分恢復由METTL3敲低誘導的α-SMA表達的減少。表明KCNH6參與了m6A調節的FMT過程。
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6. m6A修飾以YTHDF1依賴性方式增強KCNH6的翻譯
據悉,上海市第一人民醫院危重病醫學科張嘉祥博士,黃培杰醫師,無錫市人民醫院重癥醫學科李大鵬醫師是該論文共同第一作者。上海市第一人民醫院危重病醫學科謝暉教授和王瑞蘭教授為該論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金(NO. 82070058, 81870053)和上海市楊帆計劃的基金支持。
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王瑞蘭教授
上海市第一人民醫院急診危重病科科室主任,國務院津貼獲得專家,上海市領軍人才,上海市先進工作者。課題組主要從事急性肺損傷/肺纖維化、膿毒癥的臨床與基礎研究。
原文鏈接:https://www.cell.com/molecular-therapy-family/molecular-therapy/fulltext/S1525-0016(21)00314-2
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