Alteration of mRNA 5-Methylcytosine Modification in Neurons After OGD/R and Potential Roles in Cell Stress Response and Apoptosis

doi:10.3389/fgene.2021.633681

.2021年2月3:12:633681。

doi:10.3389/fgene.2021.633681。 eCollection 2021年。

OGD/R后神经元mRNA 5-甲基胞嘧啶修饰的变化及其在细胞应激反应和凋亡中的潜在作用

桓健^1 2, 张驰（Chi Zhang）^三 4, 张杨琪^1 2, 李雪英^三 4 5, 永福楼^1 2, 易康^1 2, 邓伟民⁵, 吕一刚^1 2, 王朝宇（音译）^1 2, 王伟（音译）^1 2, 盛晖商^1 2, 侯梦凡^1 2, 周恒兴^1 2 三 4, 石庆峰^1 2 三 4

附属公司

¹天津医科大学总医院骨科，天津，中国。
²天津医科大学总医院脊柱与脊髓天津重点实验室脊髓损伤国际科技合作基地，中国天津。
^三山东大学齐鲁医学院齐鲁医院骨科，济南，中国。
⁴山东大学齐鲁医学院山东大学骨科中心，山东大学，济南，中国。
⁵中国教育部免疫微环境与疾病重点实验室，天津医科大学免疫学系，天津。

PMID： 33613646
预防性维修识别码：项目管理委员会7887326
内政部： 10.3389/fgene.2021.633681

OGD/R后神经元mRNA 5-甲基胞嘧啶修饰的变化及其在细胞应激反应和凋亡中的潜在作用

欢建等。前Genet. 2021.

.2021年2月3:12:633681。

doi:10.3389/fgene.2021.633681。 eCollection 2021年。

作者

桓健^1 2, 张驰（Chi Zhang）^三 4, 张杨琦^1 2, 李雪英^三 4 5, 永福楼^1 2, 易康^1 2, 邓伟民⁵, 吕一刚^1 2, 王朝宇（音译）^1 2, 王伟（音译）^1 2, 盛晖商^1 2, 侯梦凡^1 2, 周恒兴^1 2 三 4, 石庆峰^1 2 三 4

附属公司

¹天津医科大学总医院骨科，天津，中国。
²天津市脊髓损伤国际科技合作基地，天津市脊髓与脊髓重点实验室，天津医科大学总医院，天津，中国。
^三山东大学齐鲁医学院齐鲁医院骨科，济南，中国。
⁴山东大学齐鲁医学院山东大学骨科中心，山东大学，济南，中国。
⁵中国教育部免疫微环境与疾病重点实验室，天津医科大学免疫学系，天津。

PMID： 33613646
预防性维修识别码：项目管理委员会7887326
内政部： 10.3389/fgene.2021.633681

摘要

表观遗传修饰在中枢神经系统疾病中起着重要作用。作为一种广泛存在的转录后RNA修饰⁵脑缺血再灌注损伤（IRI）的C修饰尚不明确。在这里，我们成功构建了神经元氧-葡萄糖剥夺/复氧（OGD/R）模型，并获得了转录组宽m⁵使用RNA-BS-seq的C剖面。我们发现神经元m的分布⁵C修饰高度保守，在CG丰富区域显著富集，并集中在mRNA翻译起始区域。OGD/R后，修改水平为m⁵C增加，而甲基化mRNA基因数量减少。m的重叠量⁵除RBM3结合蛋白外，大多数RNA-结合蛋白的C位点显著增加。此外，神经元中的高甲基化基因在病理过程中显著富集，通过蛋白质相互作用网络鉴定的中枢高甲基化的基因RPL8和RPS9与脑损伤显著相关。此外，具有高甲基化修饰的上调转录物在应激反应和凋亡调节过程中富集，而这些过程在低甲基化转录物中没有发现。最后，我们验证了OGD/R诱导神经元凋亡在体外使用TUNEL和western blot分析。我们的研究确定了新的m⁵C mRNA与神经元缺血再灌注相关，为未来研究RNA甲基化在脑缺血再灌注中的作用提供了有价值的观点。

关键词：细胞凋亡；细胞应激；表转录组；缺血再灌注损伤；m5C甲基化；氧-葡萄糖剥夺/复氧。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明，该研究是在没有任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或金融关系的情况下进行的。

数字

图1
mRNA m概述⁵对照组和OGD/R组的C谱和甲基化靶向验证。**（A）**mRNA m的重叠⁵C位点（左）和基因甲基化⁵控制组和OGD/R组之间的C站点（右侧）。**（B）**m的比例分析⁵C修饰基因。无甲基化位点的基因；独特的是，甲基化位点仅存在于OGD/R组或对照组的基因中；常见的是，甲基化位点存在于两组的基因中**（C）**显示mRNA m数量的条形图⁵每个基因有C个位点。**（D）**m的可视化⁵对照组和OGD/R组染色体水平的C位点。**（E）**表示m密度的线形图⁵每个染色体上有C个位点。

图2
m的验证⁵C甲基化位置。**（A）**MeRIP方法的说明。从神经元中提取RNA，进行化学裂解，然后分为IP组和输入组。IP组用抗5-甲基胞嘧啶抗体孵育。最后，通过qRT-PCR分析候选转录物的表达水平。蓝线代表高甲基化的转录物，紫线代表低甲基化转录物，黑线表示输入组的富集。**（B）**米⁵对照组和OGD/R组中5个候选高甲基化转录本和5个候选低甲基化转录物的C水平变化（变化倍数>2，第页< 0.01). **第页< 0.01; ***第页<0.001****第页< 0.0001.

图3
m的分布模式⁵mRNA的C位点。**（A）**m分布的饼图⁵指定区域内的C个站点**（B）**mRNA m的峰值密度⁵C位点沿mRNA转录物分布。虚线表示翻译起始密码子和终止密码子。**（C）**mRNA m附近序列的序列频率标志⁵两组的C位点。**（D）**mRNA比例m⁵每个序列上下文中的C位点：CG、CHG和CHH，其中H=A、C或U。

图4
玫瑰图显示mRNA m重叠⁵POSTAR中有RBP结合位点的C位点。**（A）**与m重叠的结合位点的分数⁵每个特定RBP的C站点。已知RBP的分数=与m重叠的RBP结合位点⁵C位点/RBP结合位点。**（B）**m的数量⁵与特定蛋白质的结合位点重叠的C位点根据m的总数进行标准化⁵C站点。m5C/RBP站点=m⁵C位点与RBP结合位点/RBP结合位点重叠。**（C、D）**直方图显示了两组之间的差异。结果是OGD/R组和对照组中的结合位点数量除以OGD/R组中的位点数量的差值。(C类，已知RBP的分数；D类，米⁵C/RBP）。

图5
差异甲基化m的功能分析⁵对照组和OGD/R组之间的C修饰基因。**（A）**m甲基化水平的关系⁵对照组和OGD/R组之间的C转录本。红点表示m水平增加的转录本⁵OGD/R之后的C修改，而蓝点表示相反的属性。图中显示了回归线，并使用GraphPad Prism计算了皮尔逊相关系数（R）。**（B、C）**差异甲基化基因簇ID着色的丰富术语网络(B类对照组；C类，OGD/R组）。每个术语由一个圆形节点表示，其大小与与该术语相关的输入基因的数量成比例，其颜色代表其簇身份。相似度得分>0.3的术语由一条线连接（线的厚度表示相似度分数）。**（D）**差分m的GSEA⁵带有GO基因集的C修饰基因。**（E）**差异表达m的PPI网络分析⁵C修饰基因。红色节点代表高甲基化基因，蓝色节点代表低甲基化基因。高甲基化基因的前10个节点用黄色圆圈标记。**（F）**使用MCODE插件从PPI网络中选择的5个最有意义的模块。

图6
m的集成分析⁵含C的mRNA甲基化和mRNA转录表达。**（A）**m修饰二甘醇的GO生物过程分析⁵C在对照和OGD/R神经元中。**（B）**m改性DEGs的KEGG分析⁵对照组和OGD/R组为C。**（C）**m改性DEG的GSEA⁵带有基因本体集的C。**（D）**m的比较⁵对照组和OGD/R组mRNA中的C水平、密度分布图（左）和方框图（右）。**（E）**mRNA分布与基因表达和m的显著变化⁵对照组和OGD/R组之间的C修改水平。**（F）**OGD/R处理后基因上调的高甲基化mRNA的GO生物过程分析。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

N个¹-甲基腺苷修饰mRNA调节神经元基因表达和氧葡萄糖剥夺/复氧诱导。
齐Z，张C，建H，侯M，娄Y，康Y，王W，吕Y，尚S，王C，李X，冯S，周H。 Qi Z等人。细胞死亡发现。2023年5月12日；9(1):159. doi:10.1038/s41420-023-01458-2。细胞死亡发现。2023 PMID：37173310 免费PMC文章。
调节DNA甲基化可以减少缺血再灌注损伤后神经元的缺血反应和凋亡。
Lv Y、Zhang C、Jian H、Lou Y、Kang Y、Deng W、Wang C、Wang W、Shang S、Hou M、Shen W、Xie J、Li X、Zhou H、Feng S。吕毅等。基因。2022年8月30日；837:146689. doi:10.1016/j.gene.2022.146689。Epub 2022年6月21日。基因。2022 PMID：35750086
RTN1-C通过内质网应激参与高葡萄糖加重的神经元细胞遭受氧-葡萄糖剥夺和复氧损伤。
林M，凌J，耿X，张J，杜J，陈L。 Lin M等人。 Brain Res牛市。2019年7月；149:129-136. doi:10.1016/j.brainesbull.2019.04.010。Epub 2019年4月16日。 Brain Res牛市。2019 PMID：31002913
DIXDC1通过促进Wnt/β-catenin信号传导，防止体外海马神经元氧-葡萄糖剥夺/复氧诱导的损伤。
Li T、Wan YC、Sun LJ、Tao SJ、Chen P、Liu CH、Wang K、Zhou CY、Zhao GQ。 Li T等人。欧洲药理学评论。2018年9月；22（17）：5678-5687。doi:10.26355/eurrev_201809_15835。欧洲药理学评论。2018 PMID：30229845
RNA结合蛋白Motif 3通过促进PC12细胞和大鼠初级皮层神经元中应激颗粒的形成抑制氧-葡萄糖剥夺/复氧诱导的细胞凋亡。
Si W、Li Z、Huang Z、Ye S、Li X、Li Y、Kuang W、Chen D、Zhu M。 Si W等人。前细胞神经科学。2020年9月2日；14:559384. doi:10.3389/fncel.2020.559384。eCollection 2020。前细胞神经科学。2020 PMID：32982696 免费PMC文章。

查看所有类似文章

引用人

N个¹-甲基腺苷修饰mRNA调节神经元基因表达和氧葡萄糖剥夺/复氧诱导。
齐Z，张C，建H，侯M，娄Y，康Y，王W，吕Y，尚S，王C，李X，冯S，周H。齐Z等。细胞死亡发现。2023年5月12日；9(1):159. doi:10.1038/s41420-023-01458-2。细胞死亡发现。2023 PMID：37173310 免费PMC文章。
RNA m的动力学⁵大脑发育过程中的C修饰。
Johnson Z、Xu X、Lin Y、Xie H。 Johnson Z等人。基因组学。2023年5月；115（3）：110604。doi:10.1016/j.ygeno.2023.110604。Epub 2023年3月6日。基因组学。2023 PMID：36889368 免费PMC文章。
CUCUME：一个整合系统mRNA信号、GWAS和QTL基因调控和表观遗传学的RNA甲基化数据库葫芦科.
Li X、Lin S、Xiang C、Liu W、Zhang X、Wang C、Lu X、Liu M、Wang T、Liu Z、Wang N、Gao L、Han X和Zhang W。李X等。《计算结构生物技术杂志》2023年1月10日；21:837-846. doi:10.1016/j.csbj.2023.01.012。eCollection 2023年。计算结构生物技术杂志2023。 PMID：36698975 免费PMC文章。
神经去极化诱导的RNA m⁵小鼠皮层神经元的C甲基化变化。
Xu X、Johnson Z、Xie H。徐X等。生物学（巴塞尔）。2022年6月29日；11(7):988. doi:10.3390/biology11070988。生物学（巴塞尔）。2022 PMID：36101370 免费PMC文章。
Deepm5C：一种基于深度学习的混合框架，用于使用堆叠策略识别人类RNA N5-甲基胞嘧啶位点。
Hasan MM、Tsukiyama S、Cho JY、Kurata H、Alam MA、Liu X、Manavalan B、Deng HW。 Hasan MM等人。分子热学。2022年8月3日；30(8):2856-2867. doi:10.1016/j.ymthe.2022.05.001。Epub 2022年5月6日。分子热学。2022 PMID：35526094 免费PMC文章。

查看所有“引用者”文章

工具书类

1. Amert T.、Rieder D.、Wille A.、Khokhlova-Cubberley D.、Riml C.、Trixl L.等人（2017年）。来自小鼠胚胎干细胞和大脑的聚（A）RNA中的不同5-甲基胞嘧啶谱。基因组生物学。18:1.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Cao G.，Li H.B.，Yin Z.，Flavell R.A.（2016）。动态m6A RNA修饰的最新进展。打开Biol。6:160003. 10.1098/rsob.160003-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Carlile T.M.、Rojas-Duran M.F.、Zinshteyn B.、Shin H.、Bartoli K.M.、Gilbert W.V.（2014）。假尿苷分析揭示了酵母和人类细胞中受调控的mRNA假尿苷化。自然515 143–146。10.1038/自然13802-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. 陈斌、陈忠、刘明、高旭、程毅、魏毅等（2019a）。在脑出血急性期抑制神经元铁下垂显示出长期的脑保护作用。大脑研究公牛。153 122–132. 10.1016/j.brainesbull.2019.08.013-内政部-公共医学
1. Chen X.，Li A.，Sun B.F.，Yang Y.，Han Y.N.，Yuan X.等人（2019b）。5-甲基胞嘧啶通过稳定mRNA促进膀胱癌的发病。自然细胞生物学。21 978–990. 10.1038/s41556-019-0361年-内政部-公共医学

LinkOut-更多资源

[1] Amert T.、Rieder D.、Wille A.、Khokhlova-Cubberley D.、Riml C.、Trixl L.等人（2017年）。来自小鼠胚胎干细胞和大脑的聚（A）RNA中的不同5-甲基胞嘧啶谱。基因组生物学。18:1.-项目管理咨询公司-公共医学

[2] Amert T.、Rieder D.、Wille A.、Khokhlova-Cubberley D.、Riml C.、Trixl L.等人（2017年）。来自小鼠胚胎干细胞和大脑的聚（A）RNA中的不同5-甲基胞嘧啶谱。基因组生物学。18:1.-项目管理咨询公司-公共医学

[3] Cao G.，Li H.B.，Yin Z.，Flavell R.A.（2016）。动态m6A RNA修饰的最新进展。打开Biol。6:160003. 10.1098/rsob.160003-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[4] Cao G.，Li H.B.，Yin Z.，Flavell R.A.（2016）。动态m6A RNA修饰的最新进展。打开Biol。6:160003. 10.1098/rsob.160003-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[5] Carlile T.M.、Rojas-Duran M.F.、Zinshteyn B.、Shin H.、Bartoli K.M.、Gilbert W.V.（2014）。假尿苷分析揭示了酵母和人类细胞中受调控的mRNA假尿苷化。自然515 143–146。10.1038/自然13802-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Carlile T.M.、Rojas-Duran M.F.、Zinshteyn B.、Shin H.、Bartoli K.M.、Gilbert W.V.（2014）。假尿苷分析揭示了酵母和人类细胞中受调控的mRNA假尿苷化。自然515 143–146。10.1038/自然13802-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[7] 陈斌、陈忠、刘明、高旭、程毅、魏毅等（2019a）。在脑出血急性期抑制神经元铁下垂显示出长期的脑保护作用。大脑研究公牛。153 122–132. 10.1016/j.brainesbull.2019.08.013-内政部-公共医学

[8] 陈斌、陈忠、刘明、高旭、程毅、魏毅等（2019a）。在脑出血急性期抑制神经元铁下垂显示出长期的脑保护作用。大脑研究公牛。153 122–132. 10.1016/j.brainesbull.2019.08.013-内政部-公共医学

[9] Chen X.，Li A.，Sun B.F.，Yang Y.，Han Y.N.，Yuan X.等人（2019b）。5-甲基胞嘧啶通过稳定mRNA促进膀胱癌的发病。自然细胞生物学。21 978–990. 10.1038/s41556-019-0361年-内政部-公共医学

[10] Chen X.，Li A.，Sun B.F.，Yang Y.，Han Y.N.，Yuan X.等人（2019b）。5-甲基胞嘧啶通过稳定mRNA促进膀胱癌的发病。自然细胞生物学。21 978–990. 10.1038/s41556-019-0361年-内政部-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

OGD/R后神经元mRNA 5-甲基胞嘧啶修饰的变化及其在细胞应激反应和凋亡中的潜在作用

附属公司

OGD/R后神经元mRNA 5-甲基胞嘧啶修饰的变化及其在细胞应激反应和凋亡中的潜在作用

作者

附属公司

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

研究材料

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

相关信息

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

研究材料