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m6A甲基化修饰在脓毒症急性呼吸窘迫综合征中的潜在机制探索:生物信息学与实验验证
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月24日 来源:Hereditas 2.1
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本研究针对脓毒症急性呼吸窘迫综合征(ARDS)缺乏特异性治疗的问题,通过单细胞和bulk RNA测序分析,揭示WTAP介导的m6A甲基化通过调控MYC表达和免疫细胞浸润促进ARDS进展,为靶向干预提供新思路。
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)作为重症监护病房高死亡率疾病,其发病机制与脓毒症密切相关,但当前缺乏有效治疗手段。N6-甲基腺苷(m6A)作为RNA最常见化学修饰,在多种病理过程中起调控作用,但其在ARDS微环境中的作用尚未明确。浙江大学的研究团队通过整合单细胞和转录组数据,首次系统解析了m6A修饰在脓毒症ARDS中的分子机制。
研究采用GSE151263(3例ARDS患者单细胞数据)和GSE65682(241例脓毒症患者芯片数据)两个GEO数据库数据集。关键技术包括:单细胞聚类分析(Seurat包)、细胞通讯网络构建(iTALK)、伪时序分析(Monocle2)、共识聚类(ConsensusClusterPlus)、加权基因共表达网络(WGCNA),以及LPS诱导的小鼠ARDS模型实验验证。
微环境中11种细胞类型的注释
通过t-SNE降维分析鉴定出CD4+初始T细胞、单核细胞等11种细胞亚群。其中NK细胞和CD8+T细胞表现出显著升高的焦亡评分,而单核细胞中凋亡评分最高。
表型评分与m6A相关基因表达
AUCell分析显示m6A甲基化评分在所有细胞类型中均较高,其中WTAP、HNRNPA2B1和HNRNPC表达最广泛,提示这些调节因子可能主导ARDS进程。
细胞通讯与轨迹分析
细胞互作网络揭示CD8+T细胞通过TGFB1-CXCR4通路与初始B细胞通讯,血小板则激活BTLA-CD247信号通路。伪时序分析显示单核细胞和NK细胞在病程早期活跃,后期以T细胞为主。
差异基因富集与共识聚类
GO分析发现差异基因富集于内肽酶活性调控等过程,KEGG通路主要涉及沙门氏菌感染。基于差异基因的共识聚类将脓毒症患者分为3个亚群,其中Cluster 1患者生存率最低且WTAP表达显著升高。
枢纽基因鉴定
WGCNA分析确定棕色模块与WTAP相关性最强,包含MYC等5个枢纽基因。生存分析显示高表达WTAP和MYC的患者预后更差。
实验验证
LPS诱导的ARDS小鼠模型中,WTAP siRNA干预可显著降低肺组织m6A水平(ELISA验证)、减轻肺水肿(湿/干重比下降),并抑制炎症因子(IL-6、TNF-α等)释放。电镜观察证实WTAP敲除能保护肺毛细血管糖萼结构。
该研究首次阐明WTAP通过m6A依赖性方式稳定MYC mRNA,加剧内皮屏障损伤和炎症风暴,从而推动ARDS进展。这一发现不仅为ARDS分层诊疗提供分子标志物(WTAP/MYC),更揭示了表观转录调控在急重症中的核心作用。未来针对m6A-WTAP-MYC轴的干预策略,可能成为突破当前ARDS治疗瓶颈的新方向。
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