公共衛生學院雷立健教授團隊揭示鎘致大鼠腎損傷模 型中 m 6A 修飾圖譜及可能參與通路
4 月 11 日，c7c7.app公共衛生學院雷立健教授課題 組在 Ecotoxicology and Environmental Safety 在線發表題 為 “ Integrated analysis of transcriptome-wide m 6A methylation in a Cd-induced kidney injury rat model” 的論文。
文章截圖
該研究基于人群研究發現的重金屬鎘（Cd）暴露致腎功能 損傷的基礎，為了揭示鎘對腎臟的毒作用機制，構建了鎘致腎 損傷大鼠模型，通過高通量測序及生物信息學分析，揭示了鎘 致大鼠腎損傷中 N6-甲基腺苷（m 6A）的修飾圖譜及該過程中可能涉及的通路和基因，認為 m 6A 修飾可能通過調控炎癥和代謝 相關通路參與氯化鎘誘導腎損傷過程，從 m 6A 修飾角度為鎘致 腎損傷機制研究提供了新的思路。
圖 1.圖形摘要
鎘（Cd）是一種有毒的重金屬，被 WHO 國際癌癥研究機構 (IARC)確定為 I 類致癌物，在環境中長期積累和持續存在，對人體健康造成威脅。腎臟作為 Cd 的主要蓄積器官極易受到 Cd 的毒性作用，Cd 可導致腎近端小管上皮細胞混濁和凋亡，腎小球腫脹、增生和腎間質炎癥等從而影響腎臟的正常功能 [1]。同時，越來越多的證據表明， m 6A 在腎臟相關疾病中發揮著重 要作用 [2, 3]。然而，m 6A 在 Cd 誘導的腎損傷中的具體功能尚不清楚。
本研究采用皮下注射氯化鎘（0.5、1.0、2.0 mg/kg）的 方法構建了大鼠腎損傷模型。測定 m 6A 總體水平和 m 6A 修飾酶（METTL3、METTL14、WTAP、ALKBH5、FTO）的相對表達水平， 結果顯示 1.0 mg/kg 和 2.0mg/kg 處理組總 m 6A 水平顯著高于 對照組，且與對照組相比，各暴露組的 METTL3、METTL14、WTAP 和 YTHDF2 均顯著上調（P > 0.05），見圖 2。
圖 2. CdCl2誘導的腎損傷模型中總 m6A 和 m6A 甲基化酶相對表達水平
通過甲基化RNA免疫共沉淀測序（MeRIP-seq）分析氯化鎘（2.0 mg/kg）處理組和對照組中轉錄組范圍內的 m6A 甲基化圖譜，見圖 3。
圖 3. CdCl2處理組和對照組的 m 6A 甲基化圖譜概述
隨后，對測序數據進行 GO 和 KEGG 分析，結果顯示，在Cd 誘導的腎損傷中，m 6A 修飾位點上調的基因可能調節炎癥反應，如 IL-17、NOD 受體和 Notch 信號通路等炎癥相關通路。且利用基因集富集分析（GSEA）分析了測序基因的功能富集途徑，結果發現下調表達基因與脂肪酸代謝和不飽和脂肪酸的生 物合成有關。提示炎癥、脂肪代謝相關通路可能參與Cd 誘導腎損傷過程，見圖 4、圖 5。
圖 4.聯合分析 CdCl2暴露組和對照組的 m 6A 甲基化和 mRNA 的表達
圖 5. GSEA 分析
此外，還構建了蛋白-蛋白相互作用（PPI）網絡并選擇了 10 個關鍵基因(Fos, Hsp90aa1, Gata3, Fcer1g, Cftr, Cspg4, Atf3, Cdkn1a, Ptgs2 和 Npy)，為進一步研究鎘致腎損傷可能 機制提供新思路，見圖 6。
圖 6. PPI 互作網絡及關鍵基因
雷立健為本論文通訊作者，c7c7.app公共衛生學院碩士研究生李雙婧、周涵為該論文的共同第一作者，山西醫科大學公共衛生學院碩士研究生梁宇芬、楊倩、張佳晨、申煒垌參 與了部分工作。本研究得到國家自然科學基金和山西省回國留 學人員科研項目資助。
參考文獻
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2. Xu, Y., Yuan, X.D., Wu, J.J., Chen, R.Y., Mou, S., 2020. The N6 – methyladenosine mRNAmethylase METTL14 promotes renal ischemic reperfusion injury via suppressing YAP1[J]. J. Cell Biochem. 121 (1), 524 –533.
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