综述:RNA甲基化修饰在环境类金属或金属污染物毒性中的新兴作用

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.2

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  这篇综述系统阐述了RNA甲基化修饰(m6A、m5C、m1A、m7G)在砷、镉、铬等环境污染物诱导的多器官毒性中的调控作用,揭示了其通过表观遗传机制(如METTL3/YTHDF2/ALKBH5等调控蛋白)影响氧化应激、细胞凋亡等通路,为环境毒理学研究提供了新视角。

  

RNA甲基化修饰与环境金属污染物毒性的关联

RNA甲基化修饰及其调控蛋白

RNA甲基化修饰是表观遗传调控的重要形式,其中N6-甲基腺苷(m6A)是最常见的类型,由甲基转移酶(Writers,如METTL3/METTL14/WTAP复合物)、去甲基化酶(Erasers,如FTO/ALKBH5)和识别蛋白(Readers,如YTHDF1-3/IGF2BP1-3)协同调控。m6A通过影响RNA代谢参与多种生物学过程。此外,5-甲基胞嘧啶(m5C)、N1-甲基腺苷(m1A)和7-甲基鸟苷(m7G)等修饰也通过NSUN2、METTL1/WDR4等蛋白介导环境毒性。

砷毒性中的RNA甲基化作用

肝脏毒性:砷通过消耗S-腺苷甲硫氨酸(SAM)降低m6A水平,抑制miR-142-5p成熟,激活SREBP1通路导致脂肪肝。METTL14/YTHDF2通过m6A依赖的NLRP3炎症小体激活加剧胰岛素抵抗。
肺毒性:砷与苯并芘共暴露上调METTL3,促进支气管上皮细胞恶性转化;砷三氧化物(ATO)通过ZC3H13抑制m6A修饰,诱导铁死亡抑制肺癌进展。
其他器官:砷通过METTL3-YTHDF2-SOCS3/STAT3轴引发皮肤角化异常;FTO下调导致多巴胺能神经元功能缺陷。

镉毒性中的RNA甲基化机制

肾脏损伤:镉暴露上调METTL3/YTHDF2,通过m6A修饰炎症相关基因促进肾小管纤维化。
生殖毒性:镉通过m6A-IGF2BP1增强LONP1 mRNA稳定性,激活线粒体自噬和细胞焦亡;FTO过表达通过AKT/Nrf2通路缓解颗粒细胞氧化应激。
肝脏与肺:镉抑制METTL3加重肝纤维化;ALKBH5上调通过PTEN促进支气管上皮细胞转化。

铬与其他金属的毒性关联

铬通过METTL3-m6A-HIF1α/BNIP3轴诱导线粒体自噬,损害精原干细胞功能。铅、铝通过降低神经元m6A水平引发神经凋亡,而钴通过ALKBH5缺失抑制自噬。PM2.5中的金属成分(如铁、铅)通过m5C修饰异常驱动肺纤维化。

总结与展望

RNA甲基化修饰是环境金属毒性的关键调控节点,未来需深入探索不同修饰类型在器官特异性损伤中的分子机制,为开发靶向干预策略提供理论依据。

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