文章導讀
表觀轉錄組學的研究在生物發育和疾病相關性等方面正越來越引起人們的關注。其中m6A修飾的研究是表觀轉錄組學研究的一大熱點。研究表明,m6A標簽在mRNA和lncRNA中超過10,000種,并且m6A參與mRNA的轉錄后修飾也成為基因表達中的一種重要的調控機制。m6A的在基因表達調控方面功能作用已被廣
泛研究,但它在生物水平上發展的重要性仍在很大程度上不為人所知。
Nature neuroscience(IF=20.071)上一篇題目為N6-methyladenosine RNA modification regulates embryonic neural stem cell self-renewal through histone modifications的文章。本文結合m6A-seq, RNA-seq, ChIP-seq等多種技術探究了RNA甲基化修飾在調節組蛋白修飾終影響小鼠胚胎神經干細胞的增殖與分化過程,為從表觀遺傳學層面調控胚胎神經干細胞發育的研究提供了新的方向。小編今 天將對這篇結合了多種分子生物學研究手段的文章進行系統的解析。

發表期刊:Nature Neuroscience
影響因子:20.071
實驗方法: m6A-seq, RNA-seq, ChIP(以上服務云序均可提供)
文章鏈接:N6-methyladenosine RNA modification regulates embryonic neural stem cell self-renewal through histone modifications
研究內容
(1) Mettl14基因敲除降低NSC增殖并促進NSC提前分化
作者利用基因工程技術獲得了正常小鼠Mettl14f/f(CK)、敲除Mettl14基因的純合小鼠Mettl14f/f;Nestin-Cre
(Mettl14-cKO)和雜合小鼠Mettl14f/+;Nestin-cre。對這三組小鼠的神經球進行體外培養,通過TLC分析不同組中的m6A水平,Mettl14-cKO中的m6A水平極低,得到進行m6A在NSC中功能研究的理想株系。作者進行了E14.5時期的體外神經元培養,檢測Mettl14f/f、Mettl14f/f;Nestin-Cre
和Mettl14f/+;Nestin-cre的神經元數量與大小,檢測到Mettl14-cKO中神經元的大小為對照組的55%。對NSC細胞數量的統計證明了Mettl14-cKO的NSC的增殖能力明顯下降。通常細胞增殖力下降往往伴隨著細胞的分化提前,作者對三個株系的NSCs進行Tuj1(神經元分化微管蛋白)染色,結果顯示Mettl14-cKO
NSCsTuj1+是對照組的6.2倍。這些數據說明Mettl14-cKO相比于對照組NSCs的增殖水平下降且分化提前。

(2)Mettl14-cKO小鼠大腦皮層RGC池的大小減少并促進神經干細胞分化
接著作者在E15.5 ,E17.5小鼠的大腦皮層進行不同標記染色,Mettl14-cKO中BrdU+(檢測細胞增殖的分子標記物)細胞較CK減少19%和40%;磷酸組蛋白H3 (PH3,有絲分裂標記物)的細胞減少44%和45%;Pax6+(胚胎發育中重要的調控因子)的數量減少了14%和45%。說明E15.5 ,E17.5時期Mettl14-cKO小鼠大腦皮層神經干細胞的增殖能力下降,該結果與體外結果一致。

IdU(標記正在增殖的細胞)和BrdU皮質切片雙染色評估細胞周期進程,測定IdU+BrdU -的百分比(代 表增殖細胞和已經離開s期的細胞)。E15.5和E17.5 Mettl14-cKO與CK相比,分別下降了38%和43%,表明Mettl14的丟失擾亂了正常的RGC細胞周期進程。E15.5和E17.5時期Mettl14-cKO小鼠的BrdU+Ki67-(標記增殖周期中的細胞)皮質切片染色信號分別減少50%和39%,說明正常RGC細胞增殖周期需要Mettl14的調節,Mettl14-cKO小鼠皮層RGC池明顯減少。

為評估伴隨著細胞增殖減緩,RGC在皮層中是否發生過早分化,作者用Tbr2(參與皮質細胞分化)和Neurod2 (ND2,神經系統的細胞分化)對E15.5和E17.5時期Mettl14-cKO小鼠的大腦皮層進行檢測。在E15.5和E17.5時,在Mettl14-cKO小鼠大腦皮層始終可見ND2+Tbr2+細胞斑塊,但在相同階段的對照組小鼠中卻不存在。以上數據說明Mettl14-cKO小鼠大腦皮層RGC池的大小減少并伴隨著神經干細胞提前分化。此結果與體外NSCs的發育特征一致。
