t细胞表面传递抗原识别信号的分子:表皮干细胞利用m6A的调控分化的机制
t细胞表面传递抗原识别信号的分子:表皮干细胞利用m6A的调控分化的机制总结来说,这篇研究揭示了表皮干细胞利用m6A的调控分化的机制,对皮肤病包括皮肤癌的产生和治疗提供了重要理论基础。
RNA存在上百种修饰,其中N6-腺苷酸甲基化(m6A)是真核生物信使RNA(mRNA)和长非编码RNA(lncRNA)中最常见的RNA修饰之一。N6-腺苷酸甲基化是由Mettl3/Mettl14组成的甲基化酶进行修饰, FTO蛋白则会将甲基化移除。RNA带有N6-腺苷酸甲基化后有多种可能的结果,包含RNA降解速度改变,RNA在细胞区间的位移,或者RNA二级结构或功能性的变化等。N6-腺苷酸甲基化在生物体内有许多重要的调控功能,在细胞发育,组织再生,甚至和肿瘤形成方面都扮演重要角色。
近日,芝加哥大学专研皮肤再生和发育生物学的Xiaoyang Wu团队与专研N6腺苷酸甲基化的何川团队和复旦大学肿瘤医院Yanlei Ma团队合作在EMBO Journal杂志上发表了题为N6-methyladenosine Modification of lncRNA Pvt1 Governs Epidermal Stemness的论文,对 N6腺苷酸甲基化在表皮细胞调控的机转做了深入的分析。
研究组首先利用遗传工程建立了表皮干细胞METTL14基因敲除小鼠模型,发现小鼠皮肤发育有明显缺陷,表皮干细胞数量减少,皮肤创口愈合速度也明显减慢。此外METTL14敲除的表皮干细胞也出现明显的增生和集落形成的缺陷。该结果显示N6腺苷酸甲基化是重要的表皮干细胞调控因子。团队接着诱导表皮干细胞分化,并提取甲基化RNA进行测序,发现分化后的表皮干细胞有若干lncRNA有甲基化的改变,其中Pvt1甲基化修饰更有显著的减少。Pvt1曾被发现在肿瘤细胞中和myc转录蛋白进行结合,保护myc不被代谢并促使肿瘤细胞生长。虽然过去许多研究已经证实myc在表皮发育过程中具有重要的调节功能,然而myc本身如何被调控目前仍没有透彻的研究。
研究组于是假设Pvt1经由N6腺苷酸甲基化提升其和myc的交互作用,以维持细胞中myc的稳定性,使干细胞维持未分化状态。团队从测序数据中发现Pvt1上N6腺苷酸甲基化的五个可能位点,将之进行突变,建立无法被甲基化的Pvt1进行测试,发现突变后的Pvt1确实与myc交互作用显着下降。团队接着使用CRISPR Cas9系统将表皮干细胞中的Pvt1进行敲除,发现细胞就如同METTL14敲除一样,myc蛋白稳定度明显下降,细胞也出现集落形成的缺陷。团队最后转染METTL14表皮干细胞使其表达myc蛋白,发现myc能够恢复METTL14敲除的缺陷。
总结来说,这篇研究揭示了表皮干细胞利用m6A的调控分化的机制,对皮肤病包括皮肤癌的产生和治疗提供了重要理论基础。