METTL3介导的m6A修饰通过GPX4以YTHDF1依赖性方式促进子宫腺肌症中的铁死亡

METTL3-mediated m6A modification promotes ferroptosis in adenomyosis through GPX4 in a YTHDF1-dependent manner

作者信息Ying Tang, Zili Li, Xin Zhao, Xiaomin Niu, Shuang Ning, Liya Liu, Zheying Liu, Jingru Zhang, Qian Zhao, Liping Han
PMID40911580
发布时间2025-09-19
DOI10.1530/REP-25-0251

实验完整度

包含临床样本分析、原代细胞体外实验、MeRIP-seq、RIP-qPCR及小鼠体内模型,涵盖表型、机制和功能验证。

主要模型

原代子宫内膜基质细胞(EuESCs) 他莫昔芬诱导的子宫腺肌症小鼠模型 子宫腺肌症患者子宫内膜和肌层组织

重点核对

METTL3敲低或过表达对铁死亡的影响(使用siRNA和过表达质粒) 铁死亡诱导剂erastin(10 μM)和抑制剂ferrostatin-1(1 μM)的处理 GPX4 mRNA m6A修饰位点突变(位点193、625、744) 动物实验中erastin(40 mg/kg)、ferrostatin-1(5 mg/kg)和STM2457(50 mg/kg)的腹腔注射 他莫昔芬诱导子宫腺肌症小鼠模型的给药方案(1 mg/kg,出生后第2至5天)

摘要

子宫腺肌症是一种常见的妇科疾病,影响育龄女性,其特征是子宫内膜组织异位存在于子宫肌层内。铁死亡在子宫腺肌症中的参与及其潜在机制尚未完全阐明。最近,m6A RNA修饰被发现调节多种生物过程。本研究旨在调查子宫腺肌症中铁死亡的状态,并探讨m6A修饰如何调节与铁死亡相关的关键基因。研究揭示,子宫腺肌症患者的在位和异位子宫内膜组织均存在铁死亡。此外,观察到RNA m6A修饰水平下降和GPX4蛋白表达减少。GPX4可能作为反映子宫腺肌症严重程度的生物标志物,因为它与患者的CA125水平、子宫大小和痛经严重程度呈显著负相关。在机制上,研究表明子宫内膜基质细胞中METTL3的下调导致GPX4 mRNA上的m6A修饰减少。因此,GPX4 mRNA的翻译被YTHDF1下调,导致在位和异位子宫内膜细胞发生铁死亡。这些发现有助于更深入地理解子宫腺肌症的潜在机制,并为靶向铁死亡治疗子宫腺肌症提供有价值的见解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
子宫腺肌症中是否发生铁死亡,以及m6A修饰如何调控铁死亡相关关键基因(如GPX4)的表达。
核心机制
METTL3下调导致GPX4 mRNA的m6A修饰减少,进而降低YTHDF1对GPX4 mRNA的结合,抑制GPX4 mRNA翻译,最终诱发铁死亡。
主要证据
临床样本显示GPX4蛋白降低而mRNA不变,METTL3敲低增加ROS和MDA水平,MeRIP-seq显示GPX4 m6A峰降低,YTHDF1 RIP-qPCR证实结合减少,突变m6A位点降低GPX4蛋白表达,小鼠模型证实铁死亡或METTL3抑制加重疾病。
研究意义
为靶向铁死亡治疗子宫腺肌症提供理论基础,并提示GPX4可作为疾病严重程度的生物标志物。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本收集与基线特征分析

比较子宫腺肌症患者与对照组的基本临床特征,并收集子宫内膜和肌层组织样本用于后续分析。

入组40例子宫腺肌症患者和35例对照组,收集内膜和肌层组织,记录年龄、BMI、孕产次、流产史、CA125水平、子宫大小等。

2

检测铁死亡相关指标

评估子宫腺肌症组织中铁死亡是否发生。

利用透射电镜观察线粒体形态,检测MDA水平和铁离子含量,进行普鲁士蓝染色。

3

评估GPX4和METTL3表达水平

比较子宫腺肌症与对照组织中GPX4和METTL3的mRNA和蛋白表达差异。

通过RT-qPCR、Western blot和免疫组化检测GPX4和METTL3的表达。

4

细胞实验验证METTL3调控铁死亡

验证METTL3对子宫内膜基质细胞铁死亡的影响。

在原代EuESCs中敲低或过表达METTL3,检测细胞活力、ROS水平、MDA含量和GPX4表达。

5

阐明m6A修饰调控GPX4的机制

确定METTL3介导的m6A修饰如何影响GPX4表达。

使用MeRIP-seq和MeRIP-qPCR分析m6A修饰,RIP-qPCR验证YTHDF1结合,突变GPX4 m6A位点验证功能。

6

小鼠体内模型验证

在体内验证铁死亡和METTL3在子宫腺肌症中的作用。

用他莫昔芬诱导子宫腺肌症小鼠模型,分组给予erastin、ferrostatin-1或STM2457治疗,观察子宫病理变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
锇酸----
丙二醛含量检测试剂盒Sangon BiotechD799762
铁检测试剂盒DojindoI291
RIPA裂解液Solarbio--
PVDF膜Millipore--
抗GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
抗METTL3抗体Proteintech15073-1-AP
抗GPX4抗体Proteintech67763-1-AP
抗波形蛋白抗体ServicebioGB121308
抗细胞角蛋白1抗体ServicebioGB111017
TRIzol试剂----
RNA片段化试剂AmbionAM8740
DMEM/F12培养基Gibco--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
erastinMCEHY-15763
ferrostatin-1MCEHY-100579
STM2457MCEHY-134836
DCFH-DA荧光探针BeiotimeS0033S
抗m6A抗体Synaptic Systems202003
KAPA链特异性mRNA测序试剂盒Roche--
抗YTHDF1抗体Proteintech17479-1-AP

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床样本收集
患者入组标准、样本来源组织类型(子宫内膜/肌层)、对照组选择
阅读提示:Materials and methods: Study design
铁死亡指标检测
MDA检测试剂盒、铁离子检测试剂盒、样本处理方式
阅读提示:Materials and methods: Measurement of MDA, Measurement of iron content
western blot
抗体来源、稀释比例、封闭条件和成像系统
阅读提示:Materials and methods: Western blotting
细胞实验
原代细胞分离方法、培养条件、转染试剂及浓度、药物处理浓度和时间
阅读提示:Materials and methods: Cell culture, RNA interference and overexpression, Flow cytometry
MeRIP-seq和RIP-qPCR
起始RNA量、抗体、片段化条件、免疫沉淀条件、qPCR引物
阅读提示:Materials and methods: MeRIP-seq and MeRIP-qPCR, RIP-qPCR
动物实验
他莫昔芬给药方案、药物剂量、给药方式、小鼠品系和数量
阅读提示:Materials and methods: Animal experiments