外源性氧化应激诱导的细胞复制性与早熟性衰老中全局m6A RNA与5mC DNA甲基化的特异性调控机制

这篇研究通过多组学分析揭示了H2 O2 诱导的早熟性衰老与复制性衰老中RNA m6A和DNA 5mC甲基化的动态特征，发现m6A基序在两种衰老模型中保守存在但甲基化水平差异显著，5mC差异峰集中于19号染色体。研究筛选出ASPM/CENPF/MKI67/BLM等m6A调控靶点与CDC45/TPX2/UBE2T等5mC关键基因，为衰老相关疾病干预提供了表观遗传新靶点。

　　

实验设计与衰老模型建立

研究采用人胚胎肺成纤维细胞（HEFs）构建两种衰老模型：通过连续传代至49群体倍增水平（PDL）建立复制性衰老模型，以及400 μmol/L H₂
O₂
间歇处理构建早熟性衰老模型（PSp）。RNA-seq主成分分析显示22PDL（年轻组）、49PDL和PSp组转录谱显著分离，其中复制性衰老组下调基因达1,872个，早衰组下调977个，共同富集于细胞周期、p53信号通路等衰老相关通路。值得注意的是，早衰组中IL-17和TGF-β等促炎通路显著激活，而复制性衰老组FoxO通路明显抑制。

m6A甲基化景观特征分析

MeRIP-seq检测发现三组细胞共享907个m6A峰（涉及368个基因），但49PDL组特有峰达938个。m6A修饰位点主要分布在编码区（CDS，38.5%）和终止密码子区（33.9%），经典GGACU基序在所有组别中保守存在。与年轻组相比，复制性衰老组m6A甲基化水平更高，差异峰集中在1号染色体；早衰组则呈现1,460个低甲基化峰，19号染色体修饰变化最显著。KEGG分析显示复制性衰老中m6A高甲基化基因富集于Wnt和FoxO通路，而早衰组低甲基化基因与Hippo信号通路相关。线粒体编码基因（如MT-ND1/2、MT-CO1/2）在两种衰老中均显著上调，提示能量代谢重编程。

5mC甲基化动态与疾病关联

MeDIP-seq揭示复制性衰老组5mC高甲基化基因达1,810个，显著富集于甘油酯代谢和长寿调节通路；早衰组则显示补体凝血级联通路激活。染色体分布显示19号染色体在两组中均为差异峰热点。疾病本体（DO）分析发现m6A修饰基因与乳腺癌、食管癌等恶性疾病强相关，而5mC修饰在早衰组中更关联胰腺导管腺癌。值得注意的是，TP53基因在五种癌症类型中均作为核心调控节点出现。

表观遗传交互网络与关键靶点

整合分析发现15个基因同时受m6A和5mC双重调控。通过蛋白互作网络筛选出四组m6A核心靶点：ASPM（纺锤体组装调控）、CENPF（着丝粒功能）、MKI67（增殖标记）和BLM（DNA解旋酶），Western blot验证其在衰老组中表达显著改变。5mC调控枢纽则包括CDC45（DNA复制起始）、TPX2（纺锤体组装）和UBE2T（泛素化酶），其中TPX2在早衰组呈现8.38倍高甲基化。这些靶点通过影响有丝分裂和基因组稳定性，共同构成表观遗传-细胞周期调控轴。

分子机制与转化意义

研究首次阐明m6A与5mC在两种衰老模型中的协同调控模式：复制性衰老中m6A通过METTL3-CEP170-ASPM轴维持基因组稳定性，而早衰组5mC通过TPX2-CHK1通路诱导G2/M期阻滞。线粒体功能基因的表观遗传重编程和炎症通路激活构成衰老微环境特征。发现的七个核心靶点为开发METTL3抑制剂（如STM2457）与去甲基化药物（如地西他滨）联用策略提供了理论依据，尤其对延缓氧化应激相关衰老疾病具有转化价值。