第二篇！piRNA介导m6A修饰调控心肌肥大！

发稿时间：2020-10-26来源：天昊生物

   9月份苏州大学科研团队在Blood上发文报道了“piRNA-30473通过调控m6A RNA甲基化促进弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）的肿瘤发生及不良预后”，这项研究首次揭示了piRNA介导m6A甲基化修饰参与疾病进展。

   研究人员为了寻找心肌肥大相关的异常调控的piRNA，首先利用主动脉狭窄（TAC）模型鼠的左心室样本进行piRNA芯片检测，发现了5个差异表达的piRNAs，进一步验证发现只有piRNA-DQ726659在心肌肥大中可能有调控作用，将其命名为心肌肥大相关的piRNA（CHAPIR）。
   然后就需要评价CHAPIR在心肌肥大中的生物学功能，体内knockout能够有效地阻断TAC诱导的肥大影响，而过表达CHAPIR则加重压力-负荷诱导的心肌肥大。由血管紧张素II诱导的心肌细胞肥大模型用于评价CHAPIR的体外功能，同样证实了CHAPIR在调控心肌肥大中的关键功能。

   那么CHAPIR调控心肌肥大的具体分子机制是怎样的呢？作者使用生物素标记的CHAPIR在心肌细胞中进行生物素-链霉亲和素pulldown实验，对其中肽段进行抽提纯化后质谱分析发现了一些特异性结合在CHAPIR上的蛋白。这些蛋白当中，METTL3被进一步证实与CHAPIR特异性结合，并且这种结合作用是通过CHAPIR-PIWIL4（piRNA功能型partner）复合物来实现的。因此，CHAPIR可能参与了METTL3的调控功能。然而，CHAPIR并不直接影响METTL3的表达，而是能够阻断METTL3的活性进而影响整体m6A修饰水平。

   CHAPIR会影响哪些基因的m6A修饰呢？对CHAPIR过表达的心脏组织进行MeRIP-seq实验，结合其中的转录组数据（input数据）以及MeRIP-qPCR和qPCR验证发现Parp10，一个ADP核糖转移酶可能作为潜在靶点（下图）。

   接下来就需要研究CHAPIR是如何影响靶点PARP10的表达：结果发现CHAPIR会阻断METTL3与Parp10 mRNA的结合，降低其m6A修饰，增强Parp10 mRNA的稳定性，最终增加其mRNA和蛋白水平上调。YTHDF2也参与了其稳定性的调控过程。
   下游靶点PARP10在功能上也参与了心肌肥大的发展：在TAC处理的小鼠中，Parp10沉默可导致心脏重量(HW)-体重(BW)比和心室心肌大小降低，以及间质纤维化减少和左心室功能的改善。挽救实验则证实了METTL3和PARP10在心肌肥大中确实是CHAPIR下游靶点，而PARP10则可以进一步调控更下游靶点和信号通路GSK3β和NFATC4，进而影响着心肌肥大这一疾病过程。

   总结来说，这项研究发现了CHAPIR，一种肥大相关的piRNA，通过调节RNA m6A修饰来加速心肌肥大过程。机制上，CHAPIR通过与METTL3相互作用，阻断其RNA甲基化活性，从而抑制Parp10 mRNA的m6A修饰。这导致METTL3-YTHDF2依赖的Parp10 mRNA转录本降解被阻断，Parp10表达增加，进而抑制了GSK3β激酶活性，增加了NFATC4核积累和活性，NFATC4是一种参与肥大基因表达的转录因子(下图)。这项研究结果提出，CHAPIR是肥大反应的重要贡献者，它通过调节RNA表观遗传模块的活性和上调PARP10这一促肥大因子，从而影响着抗肥大分子如GSK3β蛋白的功能。

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