基于转录组范围的N7-甲基鸟苷（m7G）图谱分析揭示了m7G在动脉粥样硬化中的调控作用

《The FASEB Journal》：Transcriptome-Wide N7-Methylguanosine (m7G) Map Profiling Reveals the Regulatory Role of m7G in Atherosclerosis

本研究通过体外动脉粥样硬化模型和体内小鼠实验，系统分析m7G RNA甲基化谱，发现WDR4、METTL1、WBSCR22甲基转移酶上调，SCARB2和RASSF8甲基化与巨噬泡沫细胞形成密切相关，并证实其通过调控脂质积累和细胞凋亡影响动脉粥样硬化进程。

　　

摘要

巨噬细胞摄取修饰后的脂蛋白并形成泡沫细胞是动脉粥样硬化（AS）发展过程中的关键步骤。N7-甲基鸟苷（m7G）在真核生物的RNA转录本中经常发生内部甲基化，在多种生理过程中起着重要作用。本研究旨在探讨AS中的m7G RNA甲基化特征。我们利用高通量测序技术，在体外AS模型中分析了由氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）诱导的泡沫细胞中的m7G甲基化谱。随后进行了m7G-seq、RNA-seq、生物信息学分析以及细胞生物学研究，并通过qRT-PCR进一步验证了结果。此外，还在体内AS小鼠模型以及过表达/敲低SCARB2和RASSF8的细胞中研究了这些基因的作用。体外和体内的油红O染色实验证实了动脉粥样硬化泡沫细胞和小鼠模型的成功建立。在泡沫细胞形成过程中，我们发现了1197个m7G甲基化位点以及430个差异表达的mRNA。生物信息学分析显示，这些m7G甲基化位点与促性腺激素释放激素（GnRH）信号通路、细胞骨架依赖的细胞内运输以及线粒体组织有关，这些因素调控着巨噬细胞的泡沫化过程。此外，还鉴定出28个关键差异表达的甲基化基因。在AS细胞模型中，m7G甲基转移酶（WDR4、METTL1、WBSCR22）的表达水平上调，而与病理过程相关的m7G修饰基因（SCARB2和RASSF8）也得到了证实。免疫荧光染色结果显示，RASSF8和SCARB2在AS小鼠的斑块组织中均有表达。最后，研究发现，RASSF8/SCARB2的过表达可促进ox-LDL诱导的RAW264.7细胞的凋亡和脂质积累。我们构建了体外AS的m7G转录组图谱，发现差异甲基化的SCARB2和RASSF8基因可能在巨噬细胞泡沫化过程中起关键作用。我们的发现为AS的发病机制提供了新的见解，并为潜在的治疗方案提供了依据。

图形摘要

在本研究中，我们利用氧化低密度脂蛋白和ApoE?/?小鼠在体外和体内构建了动脉粥样硬化（AS）模型，并通过油红O染色验证了动脉粥样硬化泡沫细胞和小鼠模型的成功建立。随后对细胞模型进行了m7G全转录组测序（m7G-seq）、RNA测序（RNA-seq）及细胞生物学分析，并通过qRT-PCR进一步研究了AS中的m7G RNA甲基化特征。此外，还在体内AS小鼠模型以及过表达/敲低SCARB2和RASSF8的细胞中研究了这些基因的作用。结果表明，ox-LDL可诱导RAW264.7细胞的脂质泡沫化转变，并参与AS的发生。给ApoE?/?小鼠喂食高脂饮食也会促进AS的发展。同时，我们构建了体外AS的m7G转录组图谱，并鉴定出28个关键差异表达的甲基化基因。在AS模型中，m7G甲基转移酶（WDR4、METTL1、WBSCR22）的表达水平上调，与病理过程相关的m7G修饰基因（SCARB2和RASSF8）也得到了证实。RASSF8/SCARB2的过表达可促进ox-LDL诱导的RAW264.7细胞的凋亡和脂质积累。我们的发现表明，差异甲基化的SCARB2和RASSF8基因可能在巨噬细胞泡沫化过程中起关键作用，并为AS的发病机制提供了新的见解。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

本研究生成的数据可从NCBI SRA数据库获取，访问号为PRJNA1241244。