METTL3介导的m6A RNA修饰调控角膜损伤修复

METTL3-Mediated m6A RNA Modification Regulates Corneal Injury Repair.

作者信息Yarong Dai, Maosheng Cheng, Siyan Zhang, Rongsong Ling, Jieqi Wen, Yifan Cheng, Boxuan Huang, Jinrong Li, Caifeng Dai, Shiqing Mao, Shuibin Lin, Huangxuan Shen, Yizhou Jiang
PMID34721590
发布时间2021-10-22
DOI10.1155/2021/5512153

实验完整度

包含体内基因敲除小鼠模型、碱烧伤损伤模型、RNA-seq和MeRIP-seq组学分析、体外细胞实验及多种组织学染色验证,具有多个独立证据层级。

主要模型

角膜缘干细胞特异性METTL3敲除小鼠(K14CreER/Mettl3fl/fl) 碱烧伤小鼠模型 HCES3细胞系

重点核对

角膜缘干细胞特异性METTL3敲除小鼠模型(K14CreER/Mettl3fl/fl) 碱烧伤模型:1 mol/L NaOH处理角膜中心15秒 METTL3敲除后检测角膜荧光素染色评分 HCES3细胞中shMETTL3敲低METTL3 m6A靶点AHNAK和DDIT4的表达验证

摘要

角膜缘干细胞对于角膜的持续再生和损伤修复至关重要。METTL3催化的N6-甲基腺苷(m6A)mRNA修饰参与许多生物过程,并在干细胞再生中发挥特定作用,而m6A修饰在角膜损伤修复中的作用仍不清楚。在本研究中,我们构建了角膜缘干细胞特异性METTL3敲除小鼠模型,并研究了m6A在修复碱烧伤引起的角膜损伤中的作用。结果表明,角膜缘干细胞中METTL3敲除促进体内细胞增殖和迁移,导致角膜损伤的快速修复。此外,m6A修饰谱分析确定了干细胞调控因子AHNAK和DDIT4为m6A靶点。我们的研究揭示了m6A RNA修饰在调控损伤修复中的重要作用,并为角膜疾病的临床治疗提供了新的见解。

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
METTL3介导的m6A RNA修饰在角膜损伤修复中扮演什么角色?
核心机制
METTL3通过m6A修饰调控AHNAK和DDIT4的表达,影响角膜缘干细胞的增殖和迁移,从而影响角膜损伤修复。
主要证据
在角膜缘干细胞特异性METTL3敲除小鼠中,METTL3缺失促进角膜损伤修复;RNA-seq和MeRIP-seq鉴定AHNAK和DDIT4为m6A靶点,Western blot和RT-qPCR验证其在METTL3敲低后下调。
研究意义
揭示了m6A RNA修饰在角膜损伤修复中的关键作用,为角膜疾病的临床治疗提供了新的策略。

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

构建角膜缘干细胞特异性METTL3敲除小鼠模型

研究METTL3在角膜缘干细胞中的功能

将Mettl3fl/fl小鼠与K14CreER小鼠杂交获得K14creER/Mettl3fl/fl(cKO)小鼠,并通过他莫昔芬注射诱导敲除。

2

建立碱烧伤角膜损伤模型

模拟角膜损伤并评估METTL3敲除对修复的影响

对cKO和WT小鼠进行角膜碱烧伤处理,并在不同时间点收集样本。

3

评估角膜损伤修复程度

比较METTL3敲除对损伤修复速度的影响

使用角膜荧光素钠染色评分、H&E染色、免疫荧光染色(Ki67、K14、K10、K1、CD31)和PAS染色评估角膜上皮修复、细胞增殖、迁移和新生血管情况。

4

鉴定m6A靶基因

寻找METTL3调控的下游靶基因

在HCES3细胞中敲低METTL3(shMETTL3),进行RNA-seq和MeRIP-seq分析,鉴定差异表达基因和m6A修饰峰,并通过Western blot和RT-qPCR验证。

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
兔抗METTL3抗体Abcamab195352
小鼠抗细胞角蛋白14抗体Abcamab7800
小鼠抗Ki67抗体Therm--
兔抗细胞角蛋白10抗体Abcamab76318
抗细胞角蛋白5抗体Abcamab53121
抗细胞角蛋白1抗体Abcamab93652
抗CD31抗体Biossbs-20322R
PAS染色试剂盒XiangboG1008-100
H&E染色试剂盒SolarbioG1120-100
免疫组织化学试剂盒BosterSA102
OCT冷冻切片包埋剂OCT4583
AHNAK抗体Santa Cruz Biotechnologysc-390743
REDD1抗体Proteintech10638-1-AP
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
DAPIBeyotime--
荧光显微镜OlympusBX51
TRIzol试剂----
NanoPhotometer分光光度计----
Agilent 2100生物分析仪Agilent--
NEBNext Ultra RNA文库制备试剂盒Illumina--
Qubit2.0荧光计----
Roche 11483188001试剂盒Roche11483188001
KiCqStart SYBR Green qPCR预混液----
ECO实时荧光定量PCR仪Illumina--
PVDF膜Immobilon--
ECL检测试剂盒Immobilon--

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
动物模型构建
小鼠品系:K14creER/Mettl3fl/fl;他莫昔芬注射方案;小鼠月龄(2-3个月)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.2
碱烧伤模型
NaOH浓度(1 mol/L);滤纸直径(2 mm);碱烧伤时间(15秒);冲洗时间(10分钟)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.3
损伤修复评估
荧光素钠染色评分标准;观察时间点(24小时、7天、14天、35天、56天);样本量(n=6)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.4, 2.5
细胞实验
HCES3细胞系;shMETTL3敲低方法;METTL3敲低效率验证
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.8, 2.10, 2.11; Figure 4
组学分析
RNA-seq和MeRIP-seq的比对参数;m6A peak calling方法;差异基因筛选标准
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.8, 2.9