METTL3通过m6A依赖性方式调控CTGF促进山羊子宫内膜上皮细胞增殖

METTL3 promotes proliferation of goat endometrial epithelial cells by regulating CTGF in an m6A-dependent manner†

作者信息Ya Sun, Xin-Cheng Zhang, Meng-Die Li, Li-Ge Bu, Bo Wang, Ting-Yue Li, Nai-Zheng Ding, Hua Ni
PMID36917263
发布时间2023-06-09
DOI10.1093/biolre/ioad029

实验完整度

包含体内模型(妊娠山羊、去卵巢激素注射模型)和体外细胞模型(原代EECs、HEK293T),进行了功能验证(敲低/过表达)、机制验证(MeRIP、荧光素酶报告基因)和回复实验(CTGF敲低)。

主要模型

山羊原代子宫内膜上皮细胞(EECs) 去卵巢山羊激素注射模型 妊娠山羊子宫组织 HEK293T细胞

重点核对

METTL3表达水平:通过siRNA敲低或pcDNA3.1-METTL3过表达验证。 总RNA及CTGF mRNA m6A水平:使用m6A RNA甲基化定量试剂盒和MeRIP检测。 METTL3对CTGF 3'UTR的靶向作用:通过荧光素酶报告基因实验验证。 CTGF在METTL3促进EEC增殖中的作用:通过CTGF siRNA敲低进行功能回复实验。 EEC增殖检测:使用EdU实验和PCNA蛋白表达水平评估。

摘要

N6-甲基腺苷(m6A)是一种RNA上的表观遗传修饰,在许多生理和病理过程中发挥重要作用。然而,m6A在山羊早期妊娠子宫中的作用仍 largely 未知。本研究发现,随着早期妊娠的进展,山羊子宫总m6A水平逐渐升高。甲基转移酶样3(METTL3)是m6A甲基转移酶的核心催化亚基。因此,我们确定了METTL3在山羊子宫中的表达和调控。METTL3在妊娠第16天(D16)至第25天(D25)的腔内和腺上皮中高表达,并且雌激素和孕酮可在山羊子宫和原代子宫内膜上皮细胞(EECs)中上调其表达。在EECs中,敲低或过表达METTL3分别导致细胞增殖显著减少或增加。METTL3敲低不仅降低了总RNA的m6A水平,也降低了结缔组织生长因子(CTGF)mRNA的m6A水平。荧光素酶实验表明,METTL3可能靶向CTGF mRNA 3'非翻译区(3'UTR)中潜在的m6A位点。此外,METTL3正向调控CTGF表达,而CTGF敲低显著抵消了METTL3过表达对EEC增殖的促进作用。总之,METTL3在山羊子宫中动态表达,并可通过m6A依赖性方式调控CTGF影响EEC增殖。我们的结果将为进一步研究METTL3介导的m6A修饰在山羊早期妊娠子宫中的关键机制奠定基础。

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
METTL3介导的m6A修饰在山羊早期妊娠子宫中的作用及其分子机制。
核心机制
METTL3通过靶向CTGF mRNA 3'UTR中潜在的m6A位点,在m6A依赖性方式下正向调控CTGF表达,进而促进山羊子宫内膜上皮细胞增殖。
主要证据
妊娠山羊子宫中m6A和METTL3水平升高;雌激素和孕酮上调METTL3;METTL3敲低/过表达影响EEC增殖;MeRIP和荧光素酶实验证实METTL3靶向CTGF 3'UTR;CTGF敲低逆转METTL3过表达对增殖的促进作用。
研究意义
揭示了METTL3介导的m6A修饰在山羊早期妊娠子宫中的新机制,为理解早期妊娠的转录后表观遗传调控提供了基础。

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

检测山羊早期妊娠子宫中m6A和METTL3表达水平

确定m6A修饰及METTL3在山羊早期妊娠子宫中的表达变化。

收集不同妊娠天数(D0-D25)的山羊子宫,使用m6A RNA甲基化定量试剂盒检测总RNA m6A水平,RT-qPCR检测METTL3 mRNA水平,原位杂交和免疫组化检测METTL3 mRNA和蛋白的定位与表达。

2

检测雌激素和孕酮对METTL3表达的调控

验证性激素能否调控METTL3在山羊子宫和EECs中的表达。

对去卵巢山羊注射雌二醇(E2)或孕酮(P4)后,通过免疫组化和Western blot检测子宫中METTL3蛋白水平。对原代EECs给予不同浓度E2或P4处理,RT-qPCR检测METTL3 mRNA水平。

3

验证METTL3对EEC增殖的功能影响

确定METTL3是否影响山羊EEC增殖。

在EECs中转染METTL3 siRNA(siMETTL3)或pcDNA3.1-METTL3(oe-METTL3),通过Western blot检测METTL3和PCNA蛋白水平,EdU实验检测细胞增殖率。

4

验证METTL3对CTGF mRNA m6A修饰的影响

探究METTL3是否调控CTGF mRNA的m6A修饰水平。

通过MeRIP结合RT-qPCR检测METTL3敲低后CTGF mRNA的m6A富集变化。使用m6A RNA甲基化定量试剂盒检测总RNA m6A水平。

5

验证METTL3对CTGF 3'UTR的靶向作用

确定METTL3是否直接靶向CTGF mRNA的3'UTR区域。

构建包含CTGF 5'UTR、CDS、3'UTR的野生型(WT)和3'UTR突变型(MUT)荧光素酶报告质粒,与pcDNA3.1-METTL3共转染HEK293T细胞,检测荧光素酶活性。

6

验证CTGF在METTL3促进EEC增殖中的作用

验证CTGF是否为METTL3促进EEC增殖的下游效应分子。

在EECs中共转染oe-METTL3和CTGF siRNA(siCTGF),通过Western blot检测CTGF和PCNA蛋白水平,EdU实验检测细胞增殖率。

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
DMEM/F12培养基未明确说明--
胎牛血清Gibco--
胶原酶IIBiosharp--
胰蛋白酶Sigma-Aldrich--
Triton X-100----
牛血清白蛋白----
DAPI----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
EdU实验试剂盒RiBoBio--
Hoechst 33342----
HiPure总RNA提取试剂盒Magen--
Nanodrop® 2000分光光度计Thermo-Scientific--
GoScript™逆转录MixPromega--
SYBR Green预混液TaKaRa--
Applied Biosystems® 7500实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
EpiQuik m6A RNA甲基化定量试剂盒Epigentek--
EpiQuik m6A RNA富集试剂盒Epigentek--
High Capacity cDNA逆转录试剂盒Applied Biosystems--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜----
ECL化学发光液Biosharp--
DAB显色试剂ORiGene--
17β-雌二醇Sigma-Aldrich--
孕酮Sigma-Aldrich--
Dual-Glo荧光素酶检测系统Promega--
抗CK-18抗体BosterBM0032
抗波形蛋白抗体BosterBM0135
兔抗小鼠IgG H&L (FITC)二抗Biossbs-0296R
抗METTL3抗体Proteintech15073-1-AP
抗PCNA抗体ABclonalA13336
抗CTGF抗体Proteintech25474-1-AP
抗GAPDH抗体Abcamab22555
小鼠抗兔IgG/HRP二抗Biossbs-0295M
山羊抗兔IgG/HRP二抗Biossbs-0295G
pcDNA3.1载体Invitrogen--

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
动物模型和样品收集
妊娠天数分组(D0、D6、D16、D19、D25),每组动物数(n=5)
阅读提示:Materials and methods - Animals and tissue collection
激素处理
去卵巢山羊激素注射剂量(E2 50μg/mL,P4 500mg/mL)和处理时间(24小时);EECs激素处理浓度(0.1-100 nM)和时间(24小时)
阅读提示:Materials and methods - Goat ovariectomy and hormone injection, Hormone treatment
细胞培养
原代EECs分离方法、培养基(DMEM/F12+10%FBS)、培养条件(37°C、5% CO2)、消化条件(0.25%胰蛋白酶)
阅读提示:Materials and methods - Goat primary EECs
细胞转染
siRNA浓度(100 nM)、质粒量(6 μg)、转染试剂(Lipofectamine 2000)
阅读提示:Materials and methods - Cell transfection
MeRIP
使用EpiQuik m6A RNA Enrichment Kit,RT-qPCR使用10 ng RNA
阅读提示:Materials and methods - Methylated RNA immunoprecipitation