脂肪量和肥胖相关蛋白通过N6-甲基腺苷-YT521-B同源结构域家族成员2依赖途径靶向基质金属蛋白酶-2基因调控老年小鼠颗粒细胞衰老

Fat Mass and Obesity-Associated Protein Regulates Granulosa Cell Aging by Targeting Matrix Metalloproteinase-2 Gene Via an N6-Methyladenosine-YT521-B Homology Domain Family Member 2-Dependent Pathway in Aged Mice.

作者信息Linshuang Li, Le Yang, Lin Shen, Yiqing Zhao, Lan Wang, Hanwang Zhang
PMID38995602
发布时间2024-11
DOI10.1007/s43032-024-01632-6

实验完整度

包含细胞衰老模型、基因敲低/过表达、RIP、Western blot、qPCR、β-半乳糖苷酶染色、TUNEL、ROS检测及动物组织分析,涉及体外与体内证据,明确功能验证与机制验证。

主要模型

KGN细胞系(人颗粒细胞瘤细胞) D-(+)-半乳糖诱导的KGN细胞衰老模型 ICR雌性小鼠(6周龄和9月龄)卵巢组织

重点核对

D-(+)-半乳糖浓度20 mg/mL处理KGN细胞2周构建衰老模型 FTO、YTHDF2、MMP2敲低通过siRNA转染,过表达通过慢病毒感染 MMP2 mRNA与FTO和YTHDF2蛋白的相互作用通过RIP实验验证 ERK通路激活剂TBHQ处理浓度及时间(文未明确说明) 所有实验至少三次独立重复,统计使用t检验或方差分析,P<0.05为显著

摘要

在本研究中,我们旨在探讨RNA N6-甲基腺苷(m6A)修饰的分子机制及其相关蛋白如何影响颗粒细胞衰老。构建了颗粒细胞衰老模型,以检测总RNA m6A修饰水平的差异及相关酶的表达。通过反复敲低和过表达关键基因脂肪量和肥胖相关蛋白(FTO)、YT521-B同源结构域家族成员2(YTHDF2)和基质金属蛋白酶-2(MMP2),探讨了下游分子表达的变化及其对细胞衰老表型的影响。在衰老颗粒细胞中,总RNA m6A修饰增加,去甲基化酶FTO和靶基因MMP2的表达降低。FTO和MMP2敲低促进颗粒细胞衰老,而FTO和MMP2过表达延缓衰老。YTHDF2和FTO可以与MMP2的信使RNA结合。MMP2下游的细胞外信号调节激酶(ERK)通路通过ERK激活剂延缓了颗粒细胞衰老的过程。在颗粒细胞中,FTO可以以m6A-YTHDF2依赖的方式调节MMP2的表达,影响ERK通路的激活状态,并促进颗粒细胞的衰老过程。

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
RNA m6A修饰相关酶(FTO、YTHDF2)如何通过调控MMP2表达影响颗粒细胞衰老?
核心机制
在衰老颗粒细胞中,FTO表达降低导致MMP2 mRNA m6A修饰水平升高,YTHDF2识别并促进MMP2 mRNA降解,MMP2表达下降,进而减弱ERK通路激活,加速细胞衰老。
主要证据
通过D-(+)-半乳糖诱导KGN细胞衰老模型,结合FTO/MMP2敲低和过表达、RIP实验、ERK通路激活剂TBHQ处理,观察到MMP2与FTO/YTHDF2结合,且ERK通路激活可延缓颗粒细胞衰老,支持上述机制。
研究意义
本研究揭示m6A修饰通过FTO/YTHDF2/MMP2/ERK轴调控颗粒细胞衰老,为理解卵巢老化提供新途径,可能为延缓卵巢衰老提供潜在靶点。

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

构建颗粒细胞衰老模型

建立D-(+)-半乳糖诱导的KGN细胞衰老模型,以研究颗粒细胞衰老过程中的分子变化。

KGN细胞用含20 mg/mL D-(+)-半乳糖的DMEM/F12完全培养基培养2周,通过RT-qPCR检测衰老相关基因(P16、P21、IL-1α等)、β-半乳糖苷酶染色、JC-1检测线粒体膜电位、免疫荧光检测m6A水平,确认衰老模型成功建立。

2

FTO功能丧失和获得实验

验证FTO对颗粒细胞衰老的影响。

通过siRNA敲低FTO或慢病毒过表达FTO,检测衰老相关基因表达、Bax/Bcl-2蛋白水平、β-半乳糖苷酶染色、线粒体膜电位和m6A水平。

3

MMP2功能丧失和获得实验

验证MMP2对颗粒细胞衰老的影响。

通过siRNA敲低MMP2或慢病毒过表达MMP2,检测衰老相关基因表达、Bax/Bcl-2蛋白水平、β-半乳糖苷酶染色和线粒体膜电位。

4

验证FTO对MMP2的调控及机制

探讨FTO是否通过m6A-YTHDF2依赖方式调控MMP2表达。

在FTO敲低、过表达或YTHDF2敲低后检测MMP2 mRNA和蛋白表达;通过RIP实验验证MMP2 mRNA与FTO和YTHDF2蛋白的结合。

5

体内验证ERK通路与衰老的关系

在体内和细胞水平验证ERK通路在颗粒细胞衰老中的作用。

Western blot检测衰老小鼠卵巢和D-(+)-半乳糖处理的KGN细胞中ERK磷酸化水平;在FTO/MMP2敲低或过表达及YTHDF2敲低后检测ERK激活;用TBHQ激活ERK,检测衰老相关指标。

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Procell--
胎牛血清Gibco--
D-(+)-半乳糖----
RIPA裂解液Servicebio--
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Servicebio--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
脱脂牛奶Servicebio--
吐温-20Servicebio--
抗FTO抗体Proteintech--
抗YTHDF2抗体Proteintech--
抗MMP2抗体Proteintech--
抗BCL-2抗体Abcam--
抗BAX抗体ABclonal--
抗ERK抗体CST--
抗p-ERK抗体CST--
二抗Servicebio--
RNA-easy RNA提取试剂Vazyme--
Hifair III第一链cDNA合成SuperMix(qPCR用)Yesen--
Hieff qPCR SYBR Green预混液Yesen--
Magna RIP RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Millipore--
嘌呤霉素Cayman Chemical--
转染试剂Ribo--
TritonX-100Servicebio--
牛血清白蛋白Servicebio--
DAPIServicebio--
β-半乳糖苷酶染色试剂盒Beyotime--
TUNEL试剂Beyotime--
活性氧检测试剂盒Beyotime--
JC-1线粒体膜电位检测试剂盒Beyotime--
叔丁基对苯二酚(TBHQ)----

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
衰老模型构建
D-(+)-半乳糖浓度20 mg/mL,处理时长2周,细胞系KGN,培养基DMEM/F12完全培养基(含10%FBS)
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture and Treatment; Figure 1a–d
基因敲低和过表达
siRNA(si-FTO、si-MMP2、si-YTHDF2)转染条件;慢病毒(lentivirus-FTO、lentivirus-MMP2)感染条件;嘌呤霉素筛选浓度(文中未明确说明)
阅读提示:Materials and Methods: Lentiviral Infection and siRNA Transfection; Figures 2,3,4,5
分子互作验证
RIP实验抗体(FTO、YTHDF2)、试剂盒(Magna RIP kit),具体操作参数(如裂解液、洗涤条件)需核对原文
阅读提示:Materials and Methods: RNA Binding Protein Immunoprecipitation; Figure 5e
ERK通路激活
TBHQ浓度和处理时间(文中未明确说明),检测p-ERK水平确认激活
阅读提示:Figure 6h–m; Materials and Methods: Western Blot
统计与重复
所有实验至少三次独立重复;统计分析使用SPSS和GraphPad Prism 8,t检验或方差分析,P<0.05为显著
阅读提示:Materials and Methods: Statistical Analysis