揭秘 m6A 修饰 circRNAs 在阻塞性睡眠呼吸暂停致心肌损伤中的关键作用

《BMC Pulmonary Medicine》:Genome-wide analysis of m6A-modified circRNAs in the mouse model of myocardial injury induced by obstructive sleep apnea

【字体: 时间:2025年04月06日 来源:BMC Pulmonary Medicine 2.6

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  为探究 N6- 甲基腺苷(m6A)修饰的环状 RNA(circRNAs)在阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)诱导的心血管疾病中的作用,研究人员对慢性间歇性缺氧(CIH)小鼠模型左心室组织进行分析。结果发现 255 个 m6A 修饰的 circRNAs,构建了 ceRNA 网络,为研究 OSA 致心肌损伤机制提供新视角。

  在睡眠的世界里,有一种 “捣乱分子” 正悄悄威胁着人们的健康,它就是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)。OSA 就像一个隐藏在夜晚的 “小怪兽”,患者在睡眠过程中,上气道会出现部分或完全阻塞,导致睡眠支离破碎、自主神经不稳定,还会时不时地出现低氧血症。别小瞧它,OSA 可是个 “危险分子”,它与高血压、冠心病、中风等多种心血管疾病紧密相连,影响着大约 10% 的成年人,然而大多数人却对它不够重视。
在探索疾病奥秘的过程中,科研人员发现了一类神秘的 “小角色”—— 环状 RNA(circRNAs),它们是一类非编码 RNA,在许多细胞过程中都有着重要作用。同时,RNA 甲基化,特别是 N6- 甲基腺苷(m6A)修饰,也逐渐进入人们的视野,它在多种疾病的发生发展中扮演着关键角色。但在 OSA 诱导的心肌损伤领域,m6A 修饰的 circRNAs 究竟起着怎样的作用,一直是个未解之谜。

为了揭开这个谜团,福建医科大学第二临床医学院等研究机构的科研人员展开了深入研究。他们以雄性 Balb/c 小鼠为研究对象,构建了慢性间歇性缺氧(CIH)小鼠模型,模拟 OSA 患者的缺氧状态。经过一系列实验,研究人员得出了重要结论:在 OSA 诱导的心肌损伤小鼠模型中,m6A 修饰的 circRNAs 表达水平存在差异,并且这些 circRNAs 可能通过多种途径参与心肌损伤的发生发展过程。这一研究成果发表在《BMC Pulmonary Medicine》杂志上,为深入理解 OSA 致心肌损伤的分子机制提供了新的方向,也为寻找潜在的治疗靶点带来了希望。

研究人员在本次研究中主要运用了以下几种关键技术方法:首先,通过 circRNA 微阵列分析,全面检测 CIH 小鼠模型左心室组织中 m6A 修饰的 circRNA 表达谱;接着,采用 MeRIP-qPCR 技术,对部分选定的 circRNA 表达水平进行验证,确保实验结果的可靠性;此外,利用基因本体(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析,预测 m6A 修饰的 circRNAs 的潜在功能;最后,借助软件预测和 Cytoscape 软件构建 ceRNA 网络,探究 circRNAs、miRNAs 和靶基因之间的调控关系。

研究结果具体如下:

  • 心肌组织学变化观察:通过对对照组和 CIH 组小鼠心肌组织进行苏木精 - 伊红(HE)染色,发现对照组左心室心肌结构正常,而 CIH 组出现心肌结构异常、细胞萎缩和核变形等明显病理变化,表明 CIH 对心肌组织造成了损伤。
  • m6A 修饰 circRNAs 的鉴定:对两组小鼠进行 circRNA 微阵列分析,设定 | FC| ≥2 且 P<0.05 的筛选标准,共检测到 255 个差异表达的 m6A 修饰 circRNAs,其中 250 个上调,5 个下调。通过层次聚类热图、火山图和散点图进一步展示了这些 circRNAs 的表达差异,同时选取了 3 个 circRNAs(mmu_circRNAs_22543、mmu_circRNAs_29768 和 mmu_circRNAs_34841)进行后续的 ceRNA 分析。
  • GO 分析:对具有 m6A 峰值的选定 circRNAs 的宿主基因进行 GO 富集分析。结果显示,上调转录本在细胞过程、细胞器和结合等方面显著富集;下调转录本则在 G1 到 G0 转换、染色质沉默复合物和转移酶活性等方面富集,这些结果提示了不同表达的 circRNAs 在心肌损伤中的潜在生物学功能。
  • KEGG 通路分析:KEGG 通路分析发现,上调转录本与癌症相关通路、粘着斑、癌症中的蛋白聚糖、磷脂酶 D 信号通路、甲状腺激素信号通路和 AMPK 信号通路等 73 条通路显著相关,而下调转录本未检测到相关通路。这表明这些通路可能在 OSA 诱导的心脏损伤中发挥重要作用。
  • MeRIP-qPCR 验证:利用 MeRIP-qPCR 对 6 个选定的 circRNAs 表达水平进行检测,结果显示 3 个上调和 3 个下调的 circRNAs 表达趋势与微阵列数据相似,验证了 m6A 修饰 circRNA-seq 数据的可靠性。
  • 相关靶向基因和通路预测:运用 TargetScan 和 miRanda 软件预测 circRNA 的靶基因和下游调控基因,并通过 Cytoscape 软件构建 ceRNA 相互作用网络。结果发现 mmu_circRNA_22543 等 circRNAs 与一些 miRNAs 及其靶基因存在潜在的调控关系,如 mmu_circRNA_22543 与 mmu-miR-5134-5p 等 miRNAs 及 Clip2 等靶基因相关,这为揭示 m6A 修饰 circRNAs 在 OSA 诱导心肌损伤中的作用机制提供了新线索。

研究结论和讨论部分指出,该研究首次揭示了 m6A 修饰的 circRNAs 在 OSA 诱导的心肌损伤小鼠模型中的表达谱,并预测了其潜在的靶基因和通路。虽然研究存在样本量有限、未深入探究具体机制以及结果在人体应用中的不确定性等局限性,但为后续研究奠定了基础。未来研究可从细胞模型、动物模型和生物信息学验证等多个层面深入探究 m6A 修饰 circRNAs 在 OSA 诱导心肌损伤中的功能和治疗潜力,有望为 OSA 相关心血管疾病的治疗开辟新途径。

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