EJHF——心脏组织m6A测序文章分享

在2019年12月m6A RNA甲基化研究总结中我们介绍了一篇较为罕见的做组织m6A MeRIP-seq的文章，发表在European Journal of Heart Failure (IF:13.965)杂志上。这篇文章主要展示了健康状态下和心力衰竭状态下人及小鼠心脏m6A RNA甲基化修饰图谱的信息。

主要研究内容及结果如下

1.健康小鼠心脏的m6A图谱
利用MeRIP-seq分析了5只成年小鼠心脏样本中m6A修饰的转录本比例（图1B），对m6A peak进行motif分析发现了一致性的RRACH（图1C）。对m6A peak的分布区域进行分析发现主要富集在翻译终止位点（图1D），然后对富集在5’UTR、CDS区及3’UTR的转录本进行富集分析（图1F）以及与表达水平的相关性分析（图1G），发现分布区域不同，富集的通路和表达相关性也会有差异。

2.心脏肥大和心力衰竭小鼠的m6A修饰变化
为了研究心力衰竭进展中的m6A甲基化修饰，作者利用主动脉弓缩窄（TAC）模型诱导压力超负荷，小鼠表型上发生明显变化（图2A、B）。对TAC诱导1周（心脏肥大）和8周后（心力衰竭）的模型（每组n = 6）进行m6A-seq及转录组测序，发现两个时间点m6A修饰显著改变的转录本数目要高于表达水平变化的基因（图2C、D）。1周和8周处理后样本的m6A分布也较为不同（图2E、G），同样对两组样本中差异甲基化转录本进行通路富集分析（图2F、H）。

3.健康人心脏的m6A图谱
m6A修饰相关酶METTL3、METTL14和FTO在人类心脏中均有表达（图3A）。对人非心力衰竭的心脏样本（n = 5）进行MeRIP-seq发现大量转录本含有m6A修饰（图3B），motif分析也发现了一致性的RRACH（图3C）。这些转录本中m6A分布与小鼠中类似（图3D），相同的转录本中多数m6A修饰位于CDS区和5’UTR区，而特有的一些转录本修饰在3’UTR区（图3E）。分布区域不同，富集的通路和表达相关性也会有差异（图3F、G）。与小鼠的数据相似，5’UTR和CDS区发生m6A修饰的转录本水平和修饰水平存在一定相关性，而3’UTR区没有显著相关性（图3H）。而健康小鼠和健康人的心脏样本间存在很多m6A修饰转录本的重合，主要富集在代谢相关的通路上，包括心脏和循环系统的发育等（图3I）。

4.心力衰竭人的m6A修饰变化
利用MeRIP-Seq和RNA-seq比较非心力衰竭和晚期心力衰竭人的样本（每组n = 6），与小鼠数据相似，m6A修饰显著改变的转录本数目（n = 1246）要高于表达水平变化的基因（n = 228，图4A）。再对两组样本中差异甲基化转录本进行通路富集分析（图4B、C），以及人和小鼠两个物种重叠的差异甲基化的403个转录本进行通路富集（图4D）。

5.心力衰竭过程中差异的m6A修饰与变化的多聚体结合的转录本有关
有研究表明RNA甲基化可能通过影响核糖体占有率来影响mRNA翻译，为了进一步分析这项内容，研究人员利用多聚核糖体分析技术（polysome profiling）比较了TAC诱导8周和对照组小鼠心脏组织中正在翻译的转录本（每组n = 5）。其中发现TAC诱导8周后225个转录本在核糖体片段中显著富集或缺失，富集或缺失的转录本参与的通路也不相同（图5A）。TAC组差异甲基化和差异核糖体结合的转录本显示显著正相关（图5B）。小鼠和人心力衰竭差异甲基化重叠的403个转录本与小鼠核糖体结合的转录本也有显著正相关（图5C）。富集分析发现这些转录本的通路对心脏功能和代谢过程是必需的（图5D）。分别利用qPCR、MeRIP-qPCR、western blot验证了小鼠和人中部分基因的表达水平、m6A修饰水平和蛋白水平（图5E、F）。

6.Fto敲除的小鼠显示更差的心脏表型
为了验证m6A水平确实对正常的心脏功能的影响，条件性敲除心肌细胞中的Fto（图6A）。与对照组相比，条件性敲除小鼠显示出射血分数（图6B）、短轴缩短率（图6C）的显著下降，以及扩张程度的显著增加（图6D、E）。

关于天昊
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