脂肪量和肥胖相关蛋白(FTO)通过IGF2BP1相关的m6A方式稳定DAG1 mRNA促进山羊骨骼肌卫星细胞增殖

Fat Mass- and Obesity-Associated Protein (FTO) Promotes the Proliferation of Goat Skeletal Muscle Satellite Cells by Stabilizing DAG1 mRNA in an IGF2BP1-Related m6A Manner.

作者信息Jiangzhen Yao, Liang Xu, Zihao Zhao, Dinghui Dai, Siyuan Zhan, Jiaxue Cao, Jiazhong Guo, Tao Zhong, Linjie Wang, Li Li, Hongping Zhang
PMID39337293
发布时间2024-09-11
DOI10.3390/ijms25189804

实验完整度

包含细胞模型(MuSCs)功能验证(CCK8、EdU)、分子机制验证(MeRIP、RIP、双荧光素酶)及药理学验证(FB23-2),证据层级独立。

主要模型

山羊骨骼肌卫星细胞(MuSCs) 新生山羊背最长肌组织

重点核对

FTO敲低效率(siFTO) DAG1-122 m6A位点突变对荧光素酶活性的影响 FB23-2处理对FTO去甲基化酶活性的抑制 IGF2BP1敲低对DAG1 mRNA稳定性的影响

摘要

骨骼肌发育在哺乳动物中备受关注,因为它与动物健康和养殖业的经济效益密切相关。研究人员已经成功揭示了涉及肌生成的许多调控因子和机制。然而,N6-甲基腺苷(m6A)修饰,特别是去甲基化酶及其调控基因对肌肉发育的影响仍有待进一步探索。在此,我们发现典型的去甲基化酶FTO(脂肪量和肥胖相关蛋白)在山羊背最长肌(LD)中高度富集。此外,在山羊骨骼肌卫星细胞(MuSCs)增殖过程中,转录本上的m6A修饰水平受到FTO的负向调控。而且,MuSCs中FTO的缺失显著减缓了其增殖,并促进了肌营养不良蛋白相关蛋白1(DAG1)的表达。FTO能有效改变DAG1 mRNA的m6A修饰。有趣的是,FB23-2(FTO去甲基化酶抑制剂)处理的细胞中DAG1水平及其m6A富集结果与FTO敲低结果一致,表明FTO对DAG1的调控依赖于m6A修饰。进一步的实验表明,干扰FTO增加了DAG1-122位点的m6A修饰,该位点被胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1(IGF2BP1)识别,从而稳定了DAG1转录本。我们的研究表明,FTO通过m6A修饰调控DAG1的表达,从而促进MuSCs的增殖。这将拓展我们对动物骨骼肌发育中m6A相关机制的认识。

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
FTO是否以及如何通过m6A修饰调控山羊骨骼肌卫星细胞的增殖?
核心机制
FTO通过去甲基化DAG1 mRNA的m6A修饰,减少IGF2BP1对其识别,降低DAG1 mRNA稳定性,从而促进MuSCs增殖。
主要证据
FTO敲低导致DAG1 mRNA水平升高、m6A修饰增加、细胞增殖降低;FB23-2处理模拟敲低效果;IGF2BP1敲低降低DAG1表达;双荧光素酶和RIP验证DAG1-122位点。
研究意义
本研究拓展了对动物骨骼肌发育中m6A相关机制的认识。

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

FTO表达与m6A水平分析

检测FTO在山羊不同组织中的表达及其与总RNA m6A水平的关系。

通过qPCR检测FTO在心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏及四种骨骼肌中的mRNA水平;在MuSCs增殖和分化过程中检测FTO mRNA和总RNA m6A水平。

2

FTO敲低对细胞增殖的影响

验证FTO对MuSCs增殖的功能影响。

使用siFTO敲低FTO,检测mRNA和蛋白水平、增殖标志基因表达、CCK8细胞活力和EdU染色阳性细胞数。

3

DAG1靶基因验证及功能

验证FTO是否靶向DAG1并影响细胞增殖。

通过敲低FTO检测DAG1 mRNA和蛋白水平、mRNA稳定性;敲低DAG1检测增殖标志基因、CCK8、EdU。

4

m6A依赖机制验证

验证FTO对DAG1的调控是否依赖m6A修饰。

使用SRAMP预测m6A位点,MeRIP-qPCR验证DAG1-122位点m6A富集,双荧光素酶报告基因检测WT和MUT活性,FB23-2抑制FTO去甲基化酶活性后检测DAG1表达和m6A水平。

5

IGF2BP1识别m6A并稳定mRNA

验证IGF2BP1识别DAG1-122位点并稳定DAG1 mRNA。

通过RIP验证IGF2BP1与DAG1 mRNA结合,双荧光素酶检测突变影响,敲低IGF2BP1检测DAG1表达和mRNA稳定性,以及与FB23-2的拯救实验。

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
含10%胎牛血清和1%青霉素-链霉素的DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Invitrogen--
Lipofectamine 3000转染试剂Life Technologies--
CCK-8试剂盒Beyotime--
Cell-Light™ EdU Apollo体外试剂盒RiboBio--
RNAiso Plus试剂Takara--
PrimeScript™反转录试剂盒Takara--
SYBR Premix Ex Taq™ IITakara--
anti-Pax7抗体absinabs124153
anti-MyHC抗体Santa Cruzsc-378137
Cy3标记山羊抗小鼠IgGABclonalAS008
FITC标记山羊抗兔IgGABclonalAS011
总蛋白提取试剂盒Beibo Biology--
BCA蛋白定量试剂盒Beibo--
anti-β-tubulin抗体ZENBIO250007
anti-FTO抗体Biossbs-7056R
anti-DAG1抗体ABclonalA10076
anti-PAX7抗体Santa Cruzsc-81975
抗小鼠IgG二抗ZENBIO511103
抗兔IgG二抗ABclonalAS014
psiCHECK-2载体----
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Transgen--
m6A RNA甲基化定量试剂盒Epigentek--
Magna RIP™ RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Sigma-Aldrich--
anti-FTO抗体Proteintech27226-1-AP
anti-IGF2BP1抗体abcamEPR18797
IgGSigma-Aldrich--
Magna MeRIP™ m6A试剂盒Sigma-Aldrich--
RNeasy小提试剂盒Qiagen--
FB23-2----

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
MuSCs分离与培养
组织来源(新生山羊背最长肌)、消化条件(胰蛋白酶和胶原酶I+II)、培养条件(37°C、5% CO2)、生长培养基(10% FBS、1%青霉素-链霉素)
阅读提示:Methods 4.2, 4.3
FTO敲低
siRNA序列(Table S1)
阅读提示:Methods 4.6, Table S1
细胞增殖检测
CCK8检测时间点(24, 48, 72h)和OD450;EdU浓度(50μM)和孵育时间(2h)
阅读提示:Methods 4.4
m6A位点验证
预测工具参数(SRAMP mature mRNA模式);MeRIP-qPCR引物;DAG1-122位点突变
阅读提示:Methods 4.15, 4.14, Table S3
FB23-2处理
FB23-2浓度、处理时间
阅读提示:Methods 4.13