《BMC Genomics》：Genome-wide analysis of lncRNA m6A methylation in the mouse cortex after repetitive mild traumatic brain injury
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【編輯推薦】為探究 rmTBI 后小鼠皮層 lncRNA m?A 甲基化模式，研究人員利用 MeRIP-Seq 等技術，發現 43,103 個差異甲基化峰、423 個差異表達 lncRNA，證實 METTL3 對神經修復和認知功能的作用，為 rmTBI 的表觀遺傳干預提供新方向。
創傷性腦損傷（TBI）如同隱藏在腦部的 “定時炸彈”，每年全球約 1000 萬人因它致命或住院，其中重復性輕度創傷性腦損傷（rmTBI）更是 “危險分子”，雖單次損傷看似輕微，卻會像滾雪球一樣引發慢性認知衰退和神經病理改變。長鏈非編碼 RNA（lncRNA）作為基因表達的 “調控大師”，其動態 N?- 甲基腺苷（m?A）修飾在中樞神經系統損傷中的作用日益受到關注。然而，rmTBI 后小鼠大腦皮層中 lncRNA 的 m?A 甲基化模式卻一直是未解之謎，就像蒙著面紗的神秘人，等待科學家去揭開。
為了破解這一謎題，天津醫科大學總醫院和天津醫科大學基礎醫學院的研究人員展開了深入研究。他們的成果發表在《BMC Genomics》上，為 rmTBI 的治療打開了新的窗口。
研究人員主要采用了以下關鍵技術方法：
- 甲基化 RNA 免疫沉淀測序（MeRIP-Seq）：用于全基因組分析小鼠皮層 lncRNA 的 m?A 甲基化水平，篩選差異甲基化峰。
- 行為學測試：包括 Y 迷宮實驗（YMT）和莫里斯水迷宮實驗（MWM），評估小鼠的空間學習和記憶能力。
- METTL3 抑制劑干預：使用 STM2457 抑制 METTL3 甲基轉移酶功能，觀察對 rmTBI 模型小鼠神經修復的影響。
- 定量逆轉錄聚合酶鏈反應（qRT-PCR）：驗證差異表達 lncRNA 的甲基化水平變化。
研究結果
1. m?A 甲基化整體分析與分布特征
通過 MeRIP-Seq，研究人員在 rmTBI 組和假手術組中鑒定出 43,103 個差異甲基化峰，其中 313 個峰顯著變化（154 個上調，159 個下調）。這些峰主要分布在染色體 2、7、1 上，且在基因結構中富集于編碼序列（CDS）和 3′非翻譯區（3′UTR），尤其是靠近起始密碼子和終止密碼子的區域。例如，Irs2、Thg1l 和 Tmem168 等基因的 m?A 峰分布呈現明顯區域特異性，提示 m?A 修飾可能通過調控這些區域影響 lncRNA 功能。
2. 差異甲基化 lncRNA 的功能富集
GO 分析表明，差異甲基化的 lncRNA 與 RNA 結合、突觸信號傳導、神經元投射發育等生物過程密切相關。KEGG 通路分析則顯示，這些 lncRNA 參與 Wnt 信號通路、谷氨酸能突觸、MAPK 信號通路等，暗示 m?A 修飾可能通過調控這些通路影響 rmTBI 后的神經病理過程。例如，Chrna10、Efnb1 和 Trim21 等 lncRNA 的 m?A 水平在 rmTBI 后顯著上調，qRT-PCR 驗證了這些變化，提示它們可能是 rmTBI 相關神經修復的關鍵分子。
3. METTL3 抑制對 rmTBI 的改善作用
通過腹腔注射 METTL3 抑制劑 STM2457，研究發現抑制 METTL3 可顯著改善 rmTBI 模型小鼠的空間學習和記憶能力。在 Y 迷宮實驗中，STM2457 治療組的自發交替率顯著提高；在莫里斯水迷宮實驗中，該組小鼠的逃避潛伏期縮短，穿越平臺次數增加，在目標象限停留時間延長。這表明功能性 METTL3 是 rmTBI 后神經損傷修復的關鍵因素，抑制其活性可成為改善 rmTBI 認知障礙的潛在策略。
研究結論與意義
本研究首次系統揭示了 rmTBI 后小鼠大腦皮層 lncRNA 的 m?A 甲基化圖譜，發現 423 個差異表達的 lncRNA 及其相關信號通路，并證實 METTL3 在 rmTBI 后的神經修復和認知功能調控中起關鍵作用。這些結果不僅填補了 rmTBI 表觀遺傳調控領域的空白，還為開發基于 m?A 修飾的新型治療靶點提供了實驗依據。例如，靶向 METTL3 或其調控的 lncRNA（如 Chrna10、Efnb1）可能成為干預 rmTBI 后神經退行性變和認知障礙的新方向。
值得注意的是，盡管研究使用的是雄性小鼠模型，且觀察窗口較短，但其發現為進一步研究 m?A 修飾在 rmTBI 中的動態變化和性別差異奠定了基礎。未來研究可深入探索 m?A 修飾的細胞特異性作用及長期效應，為臨床轉化提供更全面的理論支持。
這項研究如同在 rmTBI 的迷霧中點亮了一盞明燈，為理解腦損傷的復雜機制和開發創新治療策略開辟了新路徑，有望在未來為眾多 TBI 患者帶來福音。
