综述：N6 -甲基腺苷与椎间盘退变：检测技术进展与病理学见解

这篇综述系统阐述了RNA表观遗传修饰N6 -甲基腺苷（m6 A）在椎间盘退变（IDD）中的调控机制，重点解析了m6 A甲基化酶（METTL3/METTL14）、去甲基化酶（FTO/ALKBH5）和识别蛋白（YTHDF家族）通过炎症反应、氧化应激、细胞外基质（ECM）代谢失衡和程序性细胞死亡（RCD）等途径加速IDD进程的分子机制，同时评述了11种m6 A检测技术的优劣，为开发新型诊断标志物和靶向治疗策略提供了理论依据。

　　

N⁶
-甲基腺苷与椎间盘退变：机制与检测技术全景解读

1. 引言
椎间盘退变（IDD）作为脊柱退行性病变的核心病理过程，以细胞外基质（ECM）降解、炎症因子（如TNF-α/IL-6）异常分泌和多种程序性细胞死亡（RCD）为特征。近年研究发现，真核生物最普遍的RNA修饰——N⁶
-甲基腺苷（m⁶
A）通过动态可逆的甲基化修饰调控IDD进程。这种修饰由"书写器"（如METTL3/METTL14复合物）、"擦除器"（FTO/ALKBH5）和"阅读器"（YTHDF/IGF2BP家族）协同调控，影响mRNA剪接、稳定性和翻译效率。

2. 椎间盘退变的分子机制
2.1 组织结构变化
椎间盘由髓核（NP）、纤维环（AF）和软骨终板（CEP）构成。NP中髓核细胞（NPCs）的衰老和死亡是IDD的始动因素，伴随胶原II/聚集蛋白聚糖（aggrecan）降解和基质金属蛋白酶（MMPs）上调。AF细胞通过自噬障碍导致ECM纤维化，而CEP钙化则阻碍营养运输。

2.2 病理驱动因素
机械应力、衰老和遗传因素通过激活氧化应激（ROS累积）和表观遗传修饰（如m⁶
A）共同促进IDD。值得注意的是，m⁶
A与组蛋白修饰（H3K9me3）和DNA甲基化存在交叉对话，形成多维调控网络。

3. m⁶
A修饰的调控体系
3.1 甲基转移酶复合物
METTL3作为催化核心，与METTL14形成异二聚体，辅以WTAP、ZC3H13等辅助因子，特异性识别"DRACH"序列（D=A/G/U）。METTL16则通过调控MAT2A pre-mRNA的m⁶
A修饰影响S-腺苷甲硫氨酸（SAM）代谢。

3.2 去甲基化酶
FTO兼具m⁶
A和m⁶
Am去甲基化活性，而ALKBH5通过降低DNMT3B mRNA的m⁶
A水平延缓NPCs衰老。

3.3 阅读蛋白
YTHDF1促进靶mRNA翻译，YTHDF2介导降解，而IGF2BP家族通过识别"GG(m⁶
A)C"序列增强RNA稳定性。

4. m⁶
A检测技术突破
4.1 抗体依赖法
MeRIP-seq虽通量高但分辨率有限（200nt），miCLIP-seq通过紫外交联实现单碱基精度，但成本高昂。

4.2 化学标记法
m⁶
A-SAC-seq利用烯丙基标记实现单碱基定量，而GLORI-seq通过乙二醛介导的脱氨反应达到绝对定量，灵敏度达10^-6
。

4.3 酶解法
MAZTER-seq利用MazF核糖核酸酶特异性切割未甲基化ACA位点，DART-seq则通过APOBEC1-YTH融合蛋白引导C-to-U编辑定位m⁶
A。

5. m⁶
A在IDD中的病理作用
5.1 炎症调控
METTL3通过m⁶
A修饰促进miR-143-3p成熟，抑制SOX5表达，导致NPCs凋亡；而METTL14上调NLRP3炎症小体的m⁶
A水平，触发细胞焦亡（pyroptosis）。

5.2 氧化应激
机械过载诱导METTL16高表达，通过MAT2A-SAM轴加剧NPCs氧化损伤，该机制在小鼠穿刺模型中得到验证。

5.3 ECM代谢失衡
WTAP/YTHDF2轴通过降解TIMP3 mRNA解除对MMPs的抑制，而circSMAD4的m⁶
A修饰通过IGF2BP1稳定Yap1 mRNA维持CEP完整性。

5.4 程序性细胞死亡

• 凋亡：circGPATCH2L的m⁶
  A缺失导致p53累积
• 铁死亡：HIF-1α/YTHDF1/SLC7A11轴调控NP细胞铁代谢
• 自噬：ALKBH5通过降低FIP200 mRNA的m⁶
  A增强自噬流

6. 治疗前景与挑战
现有研究揭示了m⁶
A调节剂作为生物标志物的潜力，如YTHDF2的O-GlcNAc修饰水平可预测IDD进展。基因编辑（CRISPR-dCas13）和小分子抑制剂（如FTO抑制剂FB23-2）为靶向治疗提供新思路，但需解决组织特异性递送和脱靶效应等挑战。