FTO介导的m6A去甲基化通过表观重编程调控小脑发育的机制研究

本研究针对RNA去甲基化酶FTO在小脑发育中的功能不确定性，通过构建FtoKO小鼠模型，揭示了FTO缺失通过m6A-IGF2BP3-KAT8轴上调H4K16ac修饰，改变染色质可及性，导致小脑发育障碍的创新机制。该发现为神经发育疾病提供了新的表观遗传干预靶点。

　　

小脑作为"运动协调中枢"，其精密发育过程涉及复杂的表观遗传调控。近年来，RNA甲基化修饰m⁶A（N6-甲基腺苷）被证实参与神经系统发育，但关键去甲基化酶FTO的具体作用机制仍是未解之谜。更引人深思的是，表观遗传"十字路口"上，RNA修饰如何与组蛋白修饰对话？这一科学问题对理解小脑发育障碍疾病具有重要意义。

南京医科大学团队在《Journal of Biomedical Science》发表的研究，通过构建Fto条件敲除小鼠，结合m⁶A-RIP-seq、ATAC-seq和CUT&Tag-seq等多组学技术，系统解析了FTO-m⁶A-KAT8调控轴在小脑发育中的核心作用。研究使用胚胎期E13.5至成年期多时间点样本，通过旋转杆测试、足迹分析等行为学评估，免疫荧光染色观察细胞分化标志物，辅以Co-IP验证蛋白互作网络。

Fto缺失导致小脑发育异常

通过CRISPR/Cas9构建的FtoKO小鼠在E13.5期即显示小脑脑室区（VZ）和菱脑唇（RL）区FTO表达显著降低。行为学检测发现8周龄小鼠出现后肢交叉、步态异常等典型小脑共济失调表现。旋转杆测试显示运动协调能力下降38%，Nissl染色证实颗粒神经元数量减少。

表观遗传重编程机制解析

m⁶A-RIP-seq揭示Fto缺失导致478个基因m⁶A修饰上调，包括组蛋白乙酰转移酶Kat8。CUT&Tag-seq显示H4K16ac修饰在神经发育基因（如Meis1、Cntn2）启动子区富集度增加2.1倍。ATAC-seq证实染色质开放区域增加6093个，与神经发生、轴突导向通路显著相关。

分子互作网络验证

Co-IP实验首次发现IGF2BP3特异性识别Kat8 mRNA的m⁶A修饰，招募KAT8至染色质。在颗粒神经元前体细胞（GNPs）中，Kat8敲除可挽救Fto缺失导致的Sox2、Pax6等干细胞标志物表达异常。使用KAT8抑制剂MC4171（25μM）可完全恢复MAP2阳性神经元数量。

该研究首次阐明FTO通过"m⁶A-读者（IGF2BP3）-写酶（KAT8）"级联反应调控表观遗传景观的新范式。特别值得注意的是，H4K16ac修饰动态变化直接影响转录因子Atoh1的表达，这为解释小脑颗粒细胞发育异常提供了分子基础。从转化医学视角，发现KAT8抑制剂可逆转Fto缺失表型，为小脑发育障碍疾病提供了潜在治疗策略。研究创新性地连接了RNA表观修饰与染色质重塑两大领域，为神经系统发育研究开辟了新方向。