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第二篇!piRNA介导m6A修饰调控心肌肥大!

发稿时间:2020-10-26来源:新葡萄京娱乐场官方网站生物

   9月份苏州大学科研团队在Blood上发文报道了“piRNA-30473通过调控m6A RNA甲基化促进弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)的肿瘤发生及不良预后”,这项研究首次揭示了piRNA介导m6A甲基化修饰参与疾病进展。




   研究人员为了寻找心肌肥大相关的异常调控的piRNA,首先利用主动脉狭窄(TAC)模型鼠的左心室样本进行piRNA芯片检测,发现了5个差异表达的piRNAs,进一步验证发现只有piRNA-DQ726659在心肌肥大中可能有调控作用,将其命名为心肌肥大相关的piRNACHAPIR)。
   然后就需要评价CHAPIR在心肌肥大中的生物学功能,体内knockout能够有效地阻断TAC诱导的肥大影响,而过表达CHAPIR则加重压力-负荷诱导的心肌肥大。由血管紧张素II诱导的心肌细胞肥大模型用于评价CHAPIR的体外功能,同样证实了CHAPIR在调控心肌肥大中的关键功能。

   那么CHAPIR调控心肌肥大的具体分子机制是怎样的呢?编辑使用生物素标记的CHAPIR在心肌细胞中进行生物素-链霉亲和素pulldown实验,对其中肽段进行抽提纯化后质谱分析发现了一些特异性结合在CHAPIR上的蛋白。这些蛋白当中,METTL3被进一步证实与CHAPIR特异性结合,并且这种结合作用是通过CHAPIR-PIWIL4piRNA功能型partner)复合物来实现的。因此,CHAPIR可能参与了METTL3的调控功能。然而,CHAPIR并不直接影响METTL3的表达,而是能够阻断METTL3的活性进而影响整体m6A修饰水平。

   CHAPIR会影响哪些基因的m6A修饰呢CHAPIR过表达的心脏组织进行MeRIP-seq实验,结合其中的转录组数据(input数据)以及MeRIP-qPCRqPCR验证发现Parp10,一个ADP核糖转移酶可能作为潜在靶点(下图)

   接下来就需要研究CHAPIR是如何影响靶点PARP10的表达:结果发现CHAPIR会阻断METTL3Parp10 mRNA的结合,降低其m6A修饰,增强Parp10 mRNA的稳定性,最终增加其mRNA和蛋白水平上调。YTHDF2也参与了其稳定性的调控过程。
   下游靶点PARP10在功能上也参与了心肌肥大的发展:在TAC处理的小鼠中,Parp10沉默可导致心脏重量(HW)-体重(BW)比和心室心肌大小降低,以及间质纤维化减少和左心室功能的改善。挽救实验则证实了METTL3PARP10在心肌肥大中确实是CHAPIR下游靶点,而PARP10则可以进一步调控更下游靶点和信号通路GSK3βNFATC4,进而影响着心肌肥大这一疾病过程。

   总结来说,这项研究发现了CHAPIR,一种肥大相关的piRNA,通过调节RNA m6A修饰来加速心肌肥大过程。机制上,CHAPIR通过与METTL3相互作用,阻断其RNA甲基化活性,从而抑制Parp10 mRNAm6A修饰。这导致METTL3-YTHDF2依赖的Parp10 mRNA转录本降解被阻断,Parp10表达增加,进而抑制了GSK3β激酶活性,增加了NFATC4核积累和活性,NFATC4是一种参与肥大基因表达的转录因子(下图)。这项研究结果提出,CHAPIR是肥大反应的重要贡献者,它通过调节RNA表观遗传模块的活性和上调PARP10这一促肥大因子,从而影响着抗肥大分子如GSK3β蛋白的功能。


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