METTL3和IGF2BP2通过m6A修饰协同调控FOSL1 mRNA,抑制滋养层侵袭并导致胎儿生长受限

METTL3 and IGF2BP2 coordinately regulate FOSL1 mRNA via m6A modification, suppressing trophoblast invasion and contributing to fetal growth restriction.

作者信息Ruixin Chen, Tingting Wang, Hai Tong, Xue Zhang, Jie Ruan, Hongbo Qi, Xinghui Liu, Guolin He
PMID39565355
期刊FASEB J
发布时间2024-11-30
DOI10.1096/fj.202401665R

实验完整度

包含临床胎盘样本检测、细胞功能实验(增殖/侵袭/迁移)、MeRIP-seq和RNA-seq、RIP-qPCR及机制验证、体内FGR小鼠模型及药物干预等多个独立证据层级。

主要模型

HTR8/SVneo细胞 JAR细胞 ICR小鼠FGR模型(蛋白限制饮食) FGR患者胎盘绒毛组织

重点核对

FGR患者胎盘组织与正常对照组的样本量(n=27 vs n=23) METTL3过表达和敲低的HTR8/SVneo细胞系构建方法 STM2457体内给药剂量(25 mg/kg)及给药时间(E13.5-E17.5) FOSL1敲低实验所用siRNA序列及转染条件 MeRIP-seq和RNA-seq联合分析筛选FOSL1为靶基因的标准

摘要

胎儿生长受限(FGR)会增加短期和长期并发症的风险。mRNA上广泛的N6-甲基腺苷(m6A)修饰已被发现参与多种生物过程。然而,m6A修饰在FGR发病机制中的作用仍不清楚。在此,我们报告在FGR胎盘中检测到METTL3和m6A修饰水平升高。功能上,在HTR8/SVneo细胞中过表达METTL3后,细胞迁移、侵袭和增殖能力受到抑制。随后,我们联合使用METTL3敲低HTR8/SVneo细胞的甲基化RNA免疫沉淀测序(MeRIP-seq)和RNA测序(RNA-seq)来鉴定FOSL1为METTL3的下游靶基因。此外,我们证明了METTL3介导的m6A修饰以IGF2BP2依赖的方式增强FOSL1的表达。FOSL1抑制滋养层侵袭和迁移。重要的是,STM2457,一种新型METTL3催化抑制剂,被静脉注射到FGR小鼠模型中,在体内恢复了胎儿和胎盘的重量。在体外,STM2457以剂量依赖的方式调节滋养层增殖、侵袭和迁移。总之,本研究揭示了METTL3和IGF2BP2以m6A依赖的方式增加FOSL1的表达。FOSL1的增加破坏了正常的滋养层侵袭,从而导致FGR的进展。METTL3可作为FGR治疗的潜在靶点。

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修饰是否参与FGR的发病机制,以及METTL3和IGF2BP2如何通过m6A修饰调控FOSL1表达并影响滋养层功能?
核心机制
METTL3介导的m6A修饰增强FOSL1 mRNA的稳定性,且依赖于m6A阅读蛋白IGF2BP2的结合,从而上调FOSL1表达,抑制滋养层侵袭和迁移,导致FGR进展。
主要证据
FGR胎盘中METTL3和m6A水平升高;METTL3过表达降低滋养层细胞迁移和侵袭;MeRIP-seq和RNA-seq鉴定FOSL1为靶基因;RIP-qPCR证实METTL3和IGF2BP2结合FOSL1 mRNA;体内实验显示STM2457恢复FGR小鼠胎儿和胎盘重量。
研究意义
揭示了METTL3-IGF2BP2-FOSL1轴在FGR发病中的新机制,并提出METTL3可作为FGR治疗的潜在靶点,STM2457可能作为治疗药物。

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

临床样本检测

探究FGR胎盘中m6A修饰水平及METTL3表达是否异常

收集FGR患者和正常妊娠的胎盘绒毛组织,检测m6A水平、METTL3及m6A调节因子的表达。

2

细胞功能实验

验证METTL3对滋养层细胞增殖、侵袭和迁移的影响

在HTR8/SVneo和JAR细胞中过表达或敲低METTL3,检测细胞功能变化。

3

转录组和表观转录组分析

鉴定METTL3调控的m6A修饰靶基因

在METTL3敲低和对照HTR8/SVneo细胞中进行MeRIP-seq和RNA-seq,联合分析差异表达和m6A修饰基因。

4

靶基因验证

验证FOSL1是否为METTL3直接调控的下游靶基因

通过MeRIP-qPCR、RIP-qPCR和RNA稳定性实验验证METTL3对FOSL1的m6A修饰和调控。

5

功能验证

验证FOSL1对滋养层细胞功能的影响

通过siRNA敲低FOSL1,检测滋养层细胞侵袭和迁移能力的变化。

6

体内实验

评估METTL3抑制剂STM2457对FGR小鼠模型的治疗效果

建立蛋白限制饮食诱导的FGR小鼠模型,静脉注射STM2457,检测胎儿和胎盘重量及胎盘组织结构。

7

体外药物实验

探究STM2457对滋养层细胞功能及m6A修饰的影响

用不同浓度STM2457处理HTR8/SVneo细胞,检测METTL3表达、m6A水平、细胞活力、侵袭和凋亡。

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
EpiQuik m6A RNA甲基化定量试剂盒EpigentekP-9005
Hybond-N+ 膜LABSELECT--
m6A特异性抗体Abcamab286164
METTL3抗体Abcamab195352
FOSL1抗体AffinityDF3096
细胞角蛋白7抗体ZSGB-BIOZM-0071
FOSL1抗体Abcamab252421
IGF2BP2抗体Abcamab128175
兔IgGProteintech14678-1-AP
TRIzol试剂Invitrogen--
Dynabeads mRNA纯化试剂盒Thermo Fisher Scientific--
逆转录预混液MedChemExpress--
SYBR Green qPCR预混液Selleck--
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清PAN Biotech--
青霉素-链霉素Gibco--
聚凝胺----
嘌呤霉素Beyotime--
TransIntro EL转染试剂Transgen--
Opti-MEM培养基Gibco--
基质胶BD Biosciences--
细胞培养小室Corning--
结晶紫--C0121
EdU检测试剂盒RiboBIO--
CCK-8试剂MedChemExpress--
Annexin V-FITC/PI凋亡试剂盒Elabscience--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
免疫组化试剂盒ZSGB-BIO--
伊红Servicebio--
PAS染色液Servicebio--
Illumina Novaseq 6000测序平台LC-Bio Technology CO., Ltd.--
RNA保存液Thermo Fisher Scientific--
STM2457MedChemExpress--
PEG300MedChemExpress--
BP-2000血压分析系统Visitech--
微量分光光度计IMPLEN GmbH--
酶标仪TECAN--
化学发光成像系统Shenhua Science Technology--
EVOS FL成像系统Thermo Fisher Scientific--
显微镜Olympus--
流式细胞仪BD Biosciences--
生物分析仪2100Agilent--
Dynabeads Oligo (dT)25磁珠Thermo Fisher Scientific--
镁离子RNA片段化模块NEB--
SuperScript II逆转录酶Invitrogen--
大肠杆菌DNA聚合酶INEB--
RNase HNEB--
dUTP溶液Thermo Fisher ScientificR0133
AMPureXP磁珠Beckman--
尿嘧啶DNA糖基化酶NEB--

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
临床样本
FGR诊断标准、样本排除标准、样本量(FGR=27,对照=23)
阅读提示:Materials and Methods - Sample collection
细胞模型
细胞系来源、培养条件、METTL3过表达和敲低的慢病毒构建及感染复数
阅读提示:Materials and Methods - Cell culture and cell transfection
MeRIP-seq和RNA-seq
METTL3敲低实验组和对照组细胞、RNA提取和纯化方法、测序平台及分析流程
阅读提示:Materials and Methods - MeRIP-seq and RNA-seq
体内药物实验
FGR小鼠模型构建(低蛋白饮食8%)、STM2457剂量(25 mg/kg)及给药途径(静脉注射)、给药时间(E13.5-E17.5)
阅读提示:Materials and Methods - Experimental animals
体外药物实验
STM2457浓度(0.05-50 μM)、处理时间(48小时)、细胞活力检测方法
阅读提示:Materials and Methods - STM2457 treatment