脂多糖诱导的小鼠急性肺损伤中m6A修饰的综合分析

Comprehensive analysis of m6A modification in lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mice.

作者信息Chenzhen Xu, Congkuan Song, Wenjie Wang, Bohao Liu, Guorui Li, Tinglv Fu, Bo Hao, Ning Li, Qing Geng
PMID38254010
期刊Mol Med
发布时间2024-01-22
DOI10.1186/s10020-024-00782-2

实验完整度

高

包含动物模型、细胞模型、MeRIP-seq和RNA-seq组学分析,并通过RT-qPCR和Western blot验证功能及机制。

主要模型

LPS诱导的ALI小鼠模型 THP-1细胞(巨噬细胞样) HPMEC细胞 HUVEC细胞 A549细胞

重点核对

LPS剂量:5 mg/kg,气管内滴注 细胞LPS浓度:THP-1为1 µg/mL,HUVEC/HPMEC/A549为10 µg/mL 处理时间:12小时 样本量:动物每组9只,测序每组3只

摘要

背景:N6-甲基腺苷(m6A)甲基化是mRNA中最常见的转录后修饰,在各种疾病中发挥重要作用。然而,m6A修饰在ALI形成中的确切功能仍不清楚。在本研究中,我们探讨了m6A甲基化的转录组分布及其在ALI中的可能作用。方法:利用脂多糖(LPS)建立ALI小鼠模型。采用实时qPCR、Western blotting和m6A斑点印迹评估m6A甲基化水平和m6A甲基化酶的表达。利用MeRIP-Seq和RNA-seq探讨ALI小鼠中差异m6A修饰和差异表达基因。通过实时qPCR和Western blotting评估枢纽基因和富集通路。结果:我们的研究结果表明,ALI小鼠肺组织中总体m6A甲基化水平升高,同时METTL3和FTO水平降低。值得注意的是,这些甲基化酶的蛋白表达在不同细胞中有所不同。与对照组相比,ALI中有772个差异表达的m6A峰,其中316个高甲基化和456个低甲基化。GO和KEGG分析表明这些差异甲基化基因与钙信号通路和cAMP信号通路相关。此外,通过MeRIP-Seq和RNA-Seq的联合分析,我们鉴定了50个具有显著m6A峰和mRNA表达的基因。KEGG分析还表明,这些重叠基因与钙信号通路、cGMP-PKG信号通路等密切相关。此外,Western blotting结果显示,ALI后纤连蛋白富亮氨酸跨膜蛋白3(Flrt3)以及钙信号通路和cGMP-PKG信号通路的蛋白表达显著增加。结论:m6A修饰在ALI的发病机制中至关重要,并为进一步研究ALI的预防和治疗提供了基础。

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
m6A修饰在LPS诱导的ALI中的转录组分布及其潜在作用是什么?
核心机制
m6A修饰通过调节钙信号通路和cGMP-PKG信号通路参与ALI发病机制。
主要证据
MeRIP-seq和RNA-seq联合分析鉴定出50个基因,其中Flrt3表达上调,Western blot验证钙信号通路和cGMP-PKG信号通路激活。
研究意义
为ALI的预防和治疗提供新的潜在靶点。

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

建立LPS诱导的ALI小鼠模型

模拟ALI,验证模型成功建立

对C57BL/6小鼠气管内滴注LPS(5 mg/kg)或等体积无菌盐水,12小时后处死,收集肺组织。

2

评估肺组织病理和炎症反应

确认ALI模型成功建立,并评估炎症程度

通过H&E染色评估肺损伤,计算肺湿干比,检测促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)的mRNA和蛋白水平。

3

检测整体m6A修饰水平和酶表达

评估ALI中m6A修饰的整体变化及关键酶的表达

采用m6A斑点印迹检测整体m6A水平,RT-qPCR和Western blot检测m6A酶(METTL3、FTO等)的表达,免疫组化验证。

4

MeRIP-Seq和RNA-Seq分析

全面分析m6A甲基化谱和转录组表达变化

对ALI和对照小鼠肺组织RNA进行MeRIP-seq和RNA-seq,鉴定差异m6A峰和差异表达基因。

5

生物信息学分析

解析差异基因的功能和通路

对差异甲基化基因和DEGs进行GO和KEGG富集分析,构建PPI网络。

6

验证枢纽基因和通路

验证测序发现的枢纽基因和通路在组织和细胞中的表达

用RT-qPCR验证11个枢纽基因的mRNA水平,用Western blot验证Flrt3、PKG、CaMKII和p-CaMKII的蛋白表达。

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
脂多糖Sigma-AldrichL2880
TRIzol试剂Invitrogen15596026
Hybond-N+膜ServicebioG6018
抗m6A抗体ElabscienceE-AB-40550
兔HRP二抗ProteintechSA00001-2
RIPA裂解液ServicebioG2002-100ML
BCA蛋白定量试剂盒ServicebioG2026-1000T
抗METTL3抗体BaijiaBPB2248
抗FTO抗体WanleibioWL05010
抗CaMK II抗体BaijiaIPB1535
抗FLRT3抗体BaijiaIPB7433
抗PKG抗体BaijiaIPB7812
抗磷酸化CaMKII抗体ELK BiotechnologyES7642
抗GAPDH抗体Abcamab8245
二抗AbclonalAS063,
SweScript一步法RT-PCR试剂盒ServicebioG3335-100
RPMI 1640培养基ServicebioG4532-500ML
DMEM高糖培养基ServicebioG4515-500ML
Ham's F-12K培养基ServicebioG4562-500ML
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Biosharp--
微血管内皮细胞生长培养基ProcellCM-H001
佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯MCE--
CCK-8试剂盒GLPBIOGK10001
ELISA试剂盒Elabscience--
抗m6A抗体Synaptic Systems202003

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
LPS剂量(5 mg/kg)、给药途径(气管内滴注)、处理时间(12小时)、小鼠品系(C57BL/6,雄性,8-10周龄)。
阅读提示:Materials and methods, Animal and treatments
细胞处理
THP-1细胞用PMA(100 ng/ml)预处理12小时,然后用LPS(1 µg/mL)处理12小时;HUVEC、HPMEC和A549细胞用LPS(10 µg/mL)处理12小时。
阅读提示:Materials and methods, Cell culture and treatment
m6A整体水平检测
m6A斑点印迹的具体步骤、RNA上样量、抗体浓度。
阅读提示:Materials and methods, m6A dot blot
组学分析
差异m6A峰和DEGs的筛选阈值(p<0.05,|fold change|>2)
阅读提示:Materials and methods, Sequencing data processing and bioinformatics analyses
通路验证
Western blot检测的蛋白(Flrt3、PKG、CaMKII、p-CaMKII)及抗体信息。
阅读提示:Materials and methods, Western blot