METTL3通过m6A依赖方式促进IRF4介导的浆细胞浸润从而加重系统性红斑狼疮肾损伤

METTL3 facilitates kidney injury through promoting IRF4-mediated plasma cell infiltration via an m6A-dependent manner in systemic lupus erythematosus.

作者信息Yu Liu, Xiaohua Wang, Mingcheng Huang, Ailing Luo, Shanshan Liu, Mansi Cai, Weinian Li, Shiwen Yuan, Zhihua Zheng, Xiaoping Liu, Chun Tang
PMID39501302
期刊BMC Med
发布时间2024-11-05
DOI10.1186/s12916-024-03735-y

实验完整度

包含临床样本测序(MeRIP-seq/RNA-seq)、细胞系过表达验证、MRL/lpr小鼠模型功能实验(AAV敲低/过表达)及组织病理分析等多层级验证。

主要模型

MRL/lpr小鼠(自发性SLE模型) Romas细胞(人Burkitt淋巴瘤细胞系) SLE患者PBMCs 狼疮肾炎患者肾活检组织

重点核对

MRL/lpr小鼠雌性,10-12周龄,AAV9经肾盂原位注射,6-8周后分析 METTL3过表达(AAV9-METTL3-OE)和IRF4敲低(AAV9-IRF4-sh)的剂量与效率 IRF4高表达组肾损伤比例(56.25% vs 20%,P=0.0385) METTL3过表达后IRF4 m6A水平升高(MeRIP-qPCR) IRF4敲低后Cxcl1、Bcl3、Fos mRNA表达显著降低

摘要

背景 系统性红斑狼疮(SLE)是一种原因不明的自身免疫性疾病。N6-甲基腺苷(m6A)是最常见的mRNA修饰,参与干扰素产生和免疫细胞调节等多种免疫过程。然而,m6A在SLE免疫应答失调中的作用仍不清楚。 方法 收集SLE患者的外周血单个核细胞(PBMCs),通过甲基化RNA免疫沉淀测序(MeRIP-seq)比较m6A修饰谱。结合MeRIP-seq和RNA-Seq鉴定干扰素调节因子4(IRF4)。用qRT-PCR和WB检测IRF4和甲基转移酶3(METTL3)。随后探讨IRF4在SLE患者中的临床意义。通过流式细胞术检测雌性MRL/lpr小鼠B细胞亚群中IRF4的表达。用AAV9-METTL3-OE和/或AAV9-IRF4-sh处理的腺相关病毒(AAV)治疗雌性MRL/lpr小鼠。通过ELISA、病理染色和免疫荧光检测自身抗体水平和肾损伤。通过MeRIP-qPCR检测IRF4的m6A水平。通过RNA-seq探讨IRF4参与肾病理的下游效应分子,并用qRT-PCR验证。 结果 SLE患者的m6A甲基化特征明显异常,IRF4是受m6A修饰的上调基因。SLE患者和MRL/lpr小鼠肾脏中METTL3和IRF4表达升高。临床分析表明,IRF4水平高的SLE患者更易发生肾损伤。MRL/lpr小鼠浆细胞中IRF4表达尤其增加。METTL3诱导肾脏IRF4表达,MRL/lpr小鼠的血浆肌酐、ANA和尿ALB水平、IgG和C3沉积、肾损伤和浆细胞浸润加重。然而,IRF4缺失可部分减轻METTL3诱导的肾损伤。同时,METTL3过表达时IRF4的m6A水平升高。此外,敲低IRF4后Cxcl1、Bcl3和Fos mRNA的表达显著降低,这些基因主要参与TNF信号通路。 结论 我们的研究证实,上调的METTL3以m6A依赖方式促进IRF4表达,从而导致SLE中浆细胞浸润介导的肾损伤。这为m6A在SLE肾损伤中的作用提供了新的证据。

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修饰及其调控蛋白在SLE免疫应答失调中的作用,特别是METTL3是否通过m6A方式调控IRF4表达并参与肾损伤。
核心机制
METTL3以m6A依赖方式上调IRF4表达,促进浆细胞浸润,加剧肾损伤。
主要证据
通过MeRIP-seq和RNA-seq鉴定IRF4为m6A修饰和表达均升高的基因;在MRL/lpr小鼠中过表达METTL3增加IRF4表达、浆细胞浸润和肾损伤,而敲低IRF4可部分逆转这些效应;在Romas细胞中METTL3过表达增加IRF4 mRNA的m6A修饰和表达。
研究意义
揭示了m6A修饰在SLE肾损伤中的可能分子机制,为治疗肾脏受累提供潜在策略的新证据。

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

患者m6A修饰谱分析

比较SLE患者与健康对照PBMCs中m6A修饰差异,筛选关键基因。

使用MeRIP-seq和RNA-seq分析3例健康对照和6例SLE患者PBMCs的m6A修饰和基因表达谱,联合分析筛选差异基因。

2

IRF4表达与临床相关性验证

验证IRF4在SLE患者中的表达变化及其与肾损伤的关联。

收集17例健康对照和31例SLE患者PBMCs,用qRT-PCR和Western blot检测IRF4表达,并分析其与临床特征的关系。

3

小鼠模型中IRF4表达及细胞定位

明确IRF4在MRL/lpr小鼠脾脏和肾脏中的表达及其在B细胞亚群中的分布。

用流式细胞术检测C57BL/6和MRL/lpr小鼠脾脏B细胞亚群及肾脏浆细胞中IRF4表达,用qRT-PCR和Western blot检测肾脏IRF4水平,用免疫荧光观察其与浆细胞共定位。

4

IRF4敲低对肾损伤的影响

验证IRF4在MRL/lpr小鼠肾损伤中的作用。

通过肾盂原位注射AAV9-IRF4-sh敲低肾脏IRF4,检测肾功能指标、自身抗体、肾脏病理和浆细胞浸润。

5

METTL3表达及功能验证

探究METTL3在SLE患者和小鼠中的表达变化,及其对肾损伤的影响。

用Western blot检测SLE患者PBMCs中METTL3、ALKBH5、FTO表达,用IHC检测LN患者肾组织METTL3表达,用Western blot和流式检测MRL/lpr小鼠肾脏METTL3表达。通过AAV9-METTL3-OE过表达METTL3,观察对肾损伤和浆细胞浸润的影响。

6

METTL3与IRF4的机制验证

证明METTL3通过m6A修饰上调IRF4表达。

在Romas细胞中过表达METTL3,检测IRF4 mRNA和蛋白水平,并用MeRIP-qPCR检测IRF4 mRNA的m6A富集。

7

下游通路探索

寻找IRF4下游效应分子和信号通路。

对AAV9-IRF4-sh和对照病毒处理的小鼠肾脏进行RNA-seq,KEGG富集分析,并用qRT-PCR验证关键基因。

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
人淋巴细胞分离液SolarbioP8610
MagZol试剂MagenR4801
PrimeScript逆转录试剂盒TakaraRR047B
TB Green Premix Ex Taq IITakaraRR820B
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23227
抗IRF4抗体Cell Signaling Technology15106S
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗METTL3抗体Abcamab195352
抗FTO抗体Abcamab126605
抗ALKBH5抗体NovusNBP3-06321
抗Vinculin抗体Proteintech66305-1-Ig
HRP标记的山羊抗兔IgG(H+L)ProteintechSA00001-2-500UL
HRP标记的山羊抗小鼠IgG(H+L)ProteintechSA00001-1-500UL
ECL化学发光试剂----
Bio-Rad ChemiDoc XRS+成像系统Bio-Rad--
APC/Fire 750抗小鼠CD3抗体Biolegend100247
Alexa Fluor 700抗小鼠CD4抗体Biolegend100429
PerCP/Cyanine5.5抗小鼠CD8a抗体Biolegend100733
Brilliant Violet 785抗小鼠CD25抗体Biolegend102051
Alexa Fluor 647抗小鼠FOXP3抗体Biolegend126407
FITC抗小鼠CD19抗体Biolegend152403
Brilliant Violet 421抗小鼠/大鼠/人CD27抗体Biolegend124223
PE/Cyanine7抗小鼠IgD抗体Biolegend405719
Brilliant Violet 711抗小鼠CD138抗体Biolegend142519
True-Nuclear转录因子缓冲液套装Biolegend424401
PE抗IRF4抗体Biolegend646403
CoraLite594偶联METTL3单克隆抗体ProteintechsCL594-67733
BD LSR II流式细胞仪BD--
抗CD138抗体Novus BiologicalsMAB2966-SP
山羊抗大鼠IgG (H+L)交叉吸附二抗,Alexa Fluor 594Thermo FisherA11007
山羊抗兔IgG (H+L)交叉吸附二抗,Alexa Fluor 488Thermo FisherA11008
山羊抗小鼠IgG(H+L)高交叉吸附二抗Alexa Fluor 488Thermo FisherA11029
HE染色试剂盒ServicebioG1005
PAS染色试剂盒ServicebioG1008
Masson染色试剂盒ServicebioG1006
小鼠抗核抗体ELISA试剂盒MEIMIANMM-1042M1
小鼠尿白蛋白ELISA试剂盒MEIMIANMM-44286M1
肌酐检测试剂盒ElabscienceE-BC-K188-M
尿素氮检测试剂盒SolarbioBC1530
riboMeRIP m6A转录组分析试剂盒RiboBioR11096.3

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
患者样本收集
SLE患者诊断标准、疾病活动度分组(SLEDAI>9为活动期)、样本量(17例健康对照,31例SLE患者)
阅读提示:Methods中的‘Patients and clinical data’部分
动物模型
小鼠品系(MRL/lpr)、性别(雌性)、年龄(10-12周龄)、饲养条件
阅读提示:Methods中的‘Animal experiments’部分
AAV处理
AAV9-METTL3-OE和AAV9-IRF4-sh的注射剂量、注射方式(肾盂原位注射)、处理时间(6-8周)
阅读提示:Methods中的‘Animal experiments’部分
细胞实验
Romas细胞培养条件、METTL3过表达慢病毒转导条件(polybrene浓度、时间)
阅读提示:Methods中的‘Cells and viruses’部分
MeRIP-seq和RNA-seq
样本量(3例健康对照,6例SLE患者)、RNA提取方法、测序平台、差异分析标准(|log2FC|≥1, P<0.05)
阅读提示:Methods中的‘MeRIP-sequencing and RNA-sequencing’部分
IRF4表达检测
qRT-PCR引物序列、Western blot抗体信息及稀释比例
阅读提示:Methods中的‘Quantitative real-time polymerase chain reaction’和‘Western blotting’部分
流式细胞术
抗体克隆号及稀释比例、染色方案(表面染色、固定破膜)、数据分析软件
阅读提示:Methods中的‘Flow cytometry’部分
肾损伤评估
肾功能指标(肌酐、尿素氮、ANA、尿ALB)检测方法、病理评分系统、IgG/C3沉积检测
阅读提示:Methods中的‘Renal pathological staining’和‘Detection of autoantibodies and renal function indicators’部分