EJHF——心臟組織m6A測(cè)序文章分享

發(fā)稿時(shí)間：2020-02-25來(lái)源：天昊生物

 

在2019年12月m6A RNA甲基化研究總結(jié)中我們介紹了一篇較為罕見(jiàn)的做組織m6A MeRIP-seq的文章，發(fā)表在European Journal of Heart Failure (IF:13.965)雜志上。這篇文章主要展示了健康狀態(tài)下和心力衰竭狀態(tài)下人及小鼠心臟m6A RNA甲基化修飾圖譜的信息。

主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下

 

1.健康小鼠心臟的m6A圖譜利用MeRIP-seq分析了5只成年小鼠心臟樣本中m6A修飾的轉(zhuǎn)錄本比例（圖1B），對(duì)m6A peak進(jìn)行motif分析發(fā)現(xiàn)了一致性的RRACH（圖1C）。對(duì)m6A peak的分布區(qū)域進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)主要富集在翻譯終止位點(diǎn)（圖1D），然后對(duì)富集在5’UTR、CDS區(qū)及3’UTR的轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行富集分析（圖1F）以及與表達(dá)水平的相關(guān)性分析（圖1G），發(fā)現(xiàn)分布區(qū)域不同，富集的通路和表達(dá)相關(guān)性也會(huì)有差異。

2.心臟肥大和心力衰竭小鼠的m6A修飾變化為了研究心力衰竭進(jìn)展中的m6A甲基化修飾，作者利用主動(dòng)脈弓縮窄（TAC）模型誘導(dǎo)壓力超負(fù)荷，小鼠表型上發(fā)生明顯變化（圖2A、B）。對(duì)TAC誘導(dǎo)1周（心臟肥大）和8周后（心力衰竭）的模型（每組n = 6）進(jìn)行m6A-seq及轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)m6A修飾顯著改變的轉(zhuǎn)錄本數(shù)目要高于表達(dá)水平變化的基因（圖2C、D）。1周和8周處理后樣本的m6A分布也較為不同（圖2E、G），同樣對(duì)兩組樣本中差異甲基化轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行通路富集分析（圖2F、H）。

 

3.健康人心臟的m6A圖譜m6A修飾相關(guān)酶METTL3、METTL14和FTO在人類(lèi)心臟中均有表達(dá)（圖3A）。對(duì)人非心力衰竭的心臟樣本（n = 5）進(jìn)行MeRIP-seq發(fā)現(xiàn)大量轉(zhuǎn)錄本含有m6A修飾（圖3B），motif分析也發(fā)現(xiàn)了一致性的RRACH（圖3C）。這些轉(zhuǎn)錄本中m6A分布與小鼠中類(lèi)似（圖3D），相同的轉(zhuǎn)錄本中多數(shù)m6A修飾位于CDS區(qū)和5’UTR區(qū)，而特有的一些轉(zhuǎn)錄本修飾在3’UTR區(qū)（圖3E）。分布區(qū)域不同，富集的通路和表達(dá)相關(guān)性也會(huì)有差異（圖3F、G）。與小鼠的數(shù)據(jù)相似，5’UTR和CDS區(qū)發(fā)生m6A修飾的轉(zhuǎn)錄本水平和修飾水平存在一定相關(guān)性，而3’UTR區(qū)沒(méi)有顯著相關(guān)性（圖3H）。而健康小鼠和健康人的心臟樣本間存在很多m6A修飾轉(zhuǎn)錄本的重合，主要富集在代謝相關(guān)的通路上，包括心臟和循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)育等（圖3I）。

 

4.心力衰竭人的m6A修飾變化

利用MeRIP-Seq和RNA-seq比較非心力衰竭和晚期心力衰竭人的樣本（每組n = 6），與小鼠數(shù)據(jù)相似，m6A修飾顯著改變的轉(zhuǎn)錄本數(shù)目（n = 1246）要高于表達(dá)水平變化的基因（n = 228，圖4A）。再對(duì)兩組樣本中差異甲基化轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行通路富集分析（圖4B、C），以及人和小鼠兩個(gè)物種重疊的差異甲基化的403個(gè)轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行通路富集（圖4D）。

 

5.心力衰竭過(guò)程中差異的m6A修飾與變化的多聚體結(jié)合的轉(zhuǎn)錄本有關(guān)

有研究表明RNA甲基化可能通過(guò)影響核糖體占有率來(lái)影響mRNA翻譯，為了進(jìn)一步分析這項(xiàng)內(nèi)容，研究人員利用多聚核糖體分析技術(shù)（polysome profiling）比較了TAC誘導(dǎo)8周和對(duì)照組小鼠心臟組織中正在翻譯的轉(zhuǎn)錄本（每組n = 5）。其中發(fā)現(xiàn)TAC誘導(dǎo)8周后225個(gè)轉(zhuǎn)錄本在核糖體片段中顯著富集或缺失，富集或缺失的轉(zhuǎn)錄本參與的通路也不相同（圖5A）。TAC組差異甲基化和差異核糖體結(jié)合的轉(zhuǎn)錄本顯示顯著正相關(guān)（圖5B）。小鼠和人心力衰竭差異甲基化重疊的403個(gè)轉(zhuǎn)錄本與小鼠核糖體結(jié)合的轉(zhuǎn)錄本也有顯著正相關(guān)（圖5C）。富集分析發(fā)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)錄本的通路對(duì)心臟功能和代謝過(guò)程是必需的（圖5D）。分別利用qPCR、MeRIP-qPCR、western blot驗(yàn)證了小鼠和人中部分基因的表達(dá)水平、m6A修飾水平和蛋白水平（圖5E、F）。

 

6.Fto敲除的小鼠顯示更差的心臟表型

為了驗(yàn)證m6A水平確實(shí)對(duì)正常的心臟功能的影響，條件性敲除心肌細(xì)胞中的Fto（圖6A）。與對(duì)照組相比，條件性敲除小鼠顯示出射血分?jǐn)?shù)（圖6B）、短軸縮短率（圖6C）的顯著下降，以及擴(kuò)張程度的顯著增加（圖6D、E）。

關(guān)于天昊

 

天昊生物具有多年基因組、轉(zhuǎn)錄組和表觀組等多組學(xué)檢測(cè)與分析的經(jīng)驗(yàn)，m6A RNA甲基化作為表觀領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)，天昊生物可為您提供m6A整體水平定量，結(jié)合RNA-seq和m6A MeRIP-seq挖掘潛在的受m6A調(diào)控酶影響的靶點(diǎn)，同時(shí)可對(duì)靶點(diǎn)進(jìn)行MeRIP-qPCR驗(yàn)證。生信團(tuán)隊(duì)亦可提供個(gè)性化的數(shù)據(jù)庫(kù)挖掘與生信分析內(nèi)容。歡迎聯(lián)系我們！郵箱：[email protected]電話(huà)：400-065-6886

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