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刊名:中华疾病控制杂志
曾用名:疾病控制杂志
主办:中华预防医学会;安徽医科大学
ISSN:1674-3679
CN:34-1304/R
语言:中文
周期:月刊
期刊分类:预防医学与卫生学
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论著

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参与多种疾病的研究进展

来源:中华疾病控制杂志 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-07-08

【作者】网站采编

【关键词】

【摘要】:转录后修饰是生理过程和疾病进展中的重要调控要素,目前为止,在生物体RNA 中鉴定了超过150 种转录后修饰[1]。甲基化修饰是RNA 化学修饰的最主要形式。绝大多数真核生物的mRNA 修饰

转录后修饰是生理过程和疾病进展中的重要调控要素,目前为止,在生物体RNA 中鉴定了超过150 种转录后修饰[1]。甲基化修饰是RNA 化学修饰的最主要形式。绝大多数真核生物的mRNA 修饰发生于5'Cap 区和3'poly A 区,近几年关于mRNA 的内部修饰的研究报道也逐渐增多,包括N6-甲基腺嘌呤、N1-甲基腺嘌呤修饰、C5-甲基胞嘧啶修饰等[2]。在这些转录后修饰中,m6A 是真核生物mRNA 中最普遍的修饰之一。m6A 主要聚集在终止密码子、3'非翻译区(UTR)及长外显子区域,并且具有一定的序列保守性,其高度保守的共有序列为RRACH 序列(R=A 或G,H=A,C 或U)[3,4]。RNA 的m6A 修饰是指RNA 分子腺嘌呤第六位N 处发生甲基化,由甲基转移酶(Writers)、去甲基酶(Erasers)以及甲基阅读蛋白(Readers)共同参与其动态修饰及发挥功能。以前,人们认为mRNA 修饰是静态的,但随着m6A 甲基转移酶METTL3/METTL14/WTAP 及脱甲基酶FTO/ALKBH5 的发现,人们对m6A 修饰的认识更全面。m6A 修饰为动态且可逆调节。甲基转移酶和去甲基酶的异常表达可导致m6A 的功能失调。m6A 与人类疾病:m6A 修饰在多种人类疾病中发挥着重要作用,例如心血管疾病、神经系统疾病、肿瘤、糖尿病等。m6A 与心血管疾病的关系:m6A 在心血管疾病中发挥着重要作用,包括动脉粥样硬化、心脏肥大、心肌缺血再灌注损伤、心力衰竭及腹主动脉瘤等。研究发现[5],在低氧/复氧处理和缺血/再灌注处理的小鼠心肌细胞中,m6A 修饰作用明显增强。与正常心肌组织相比,缺血心肌组织中METTL3 表达明显增高。而抑制METTL3 表达可降低自噬通量,抑制细胞凋亡。Mathiyalagan 等人发现[6],在缺血缺氧的心肌组织中m6A 修饰明显增强,FTO 的蛋白表达明显减少,而FTO 的过表达可明显减弱缺血诱发的m6A 修饰作用。研究发现[7],基因敲除小鼠心肌细胞METTL3 促进心肌细胞的重构及心肌细胞肥厚。而METTL3 过表达抑制了心肌细胞病理性肥厚。

m6A 与神经系统疾病的关系:大脑中含有丰富的m6A 修饰。研究发现m6A 修饰的失调与神经发育及神经系统退行性疾病也密切相关[8,9]。有研究发现,METTL3 与海马的记忆功能有关[10]。近期研究发现,在阿尔茨海默氏(AD)小鼠中,m6A 的甲基化程度较高,METTL3 的蛋白表达也增高,而m6A 的脱甲基酶FTO 的蛋白表达降低[11]。这说明m6A 甲基化修饰在AD 的发生发展中发挥重要作用。

m6A 与肿瘤的关系:在胰腺癌细胞中,ALKBH5 表达减少,并抑制了胰腺癌细胞的迁移[12]。在结肠癌组织中,ALKBH5 表达下调,但ALKBH5 的过度表达可抑制结肠癌细胞的体内转移[13]。在肺鳞状细胞癌中,FTO 表达升高,并通过抑制m6A 的甲基化和增强mRNA 的稳定性共同促进癌基因MZF1 的蛋白表达[14]。在乳腺癌中,FTO 的表达也是增高的,并通过减少BNIP3 的甲基化、促进其降解等过程进一步导致癌细胞的增殖、聚集及迁移[15]。

2 结论

m6A 通过影响RNA 代谢的多个方面在人类疾病的发生发展中发挥重要作用。现阶段关于m6A 的研究尚处于起步阶段,有关m6A 在相关疾病中的具体发生发展机制尚不十分明确。在今后的研究中,可重点关注各类疾病中能识别m6A 的特异性效应因子、开发m6A 特异性抑制剂,对于早期诊断及治疗各类疾病具有重要意义。

[1]Boccaletto P, Machnicka M A, Purta E, et al. MODOMICS: a database of RNA modification pathways. 2017 update[J]. Nucleic Acids Res, 2018,46(D1)::10.1093/nar/gkx1030.

[2]Harcourt E M, Kietrys A M, Kool E T. Chemical and structural effects of base modifications in messenger RNA [J]. Nature, 2017,541(7637)::10.1038/nature.

[3]Bokar J A, Shambaugh M E, Polayes D, et al. Purification and cDNA cloning of the AdoMet-binding subunit of the human mRNA(N6-adenosine)-methyltransferase[J]. RNA, 1997,3(11):1233-1247.

[4]Wei C M, Moss B. Nucleotide sequences at the N6-methyladenosine sites of HeLa cell messenger ribonucleic acid [J]. Biochemistry,1977,16(8)::10.1021/bi00627a023.

[5]Song H, Pu J, Wang L, et al. ATG16L1 phosphorylation is oppositely regulated by CSNK2/casein kinase 2 and PPP1/protein phosphatase 1 which determines the fate of cardiomyocytes during hypoxia/reoxygenation [J]. Autophagy, 2015,11 (8):1308 -1325.DOI:10.1080/.2015..

[6]Mathiyalagan P, Adamiak M, Mayourian J, et al. FTO-Dependent N(6)-Methyladenosine Regulates Cardiac Function During Remodeling and Repair[J]. Circulation, 2019,139(4)::10.1161/

[7]Kmietczyk V, Riechert E, Kalinski L, et al. m(6)A-mRNA methylation regulates cardiac gene expression and cellular growth [J]. Life Sci Alliance, 2019,2(2).DOI:10./lsa..

[8]Li H, Ren Y, Mao K, et al. FTO is involved in Alzheimer's disease by targeting TSC1-mTOR-Tau signaling [J]. Biochem Biophys Res Commun, 2018,498(1)::10.1016/


文章来源:《中华疾病控制杂志》 网址: http://www.zhjbkzzz.cn/qikandaodu/2021/0708/1196.html


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