综述：RNA修饰调控干细胞命运的最新研究进展

本综述深入探讨了RNA修饰在干细胞命运调控中的作用，揭示了其在再生医学中的潜力（RNA修饰、干细胞命运、再生医学）。

　　RNA修饰，尤其是m?A、m?G、m?C和m1A，在干细胞自我更新和分化中扮演着关键角色。这些修饰通过影响RNA稳定性、剪接、翻译和运输，调控干细胞的行为和命运。近年来，随着表观转录组学的发展，科学家们逐渐揭示了RNA修饰在干细胞生物学中的复杂调控机制。

RNA修饰与干细胞命运调控

干细胞以其自我更新和分化为多种细胞类型的能力，在组织修复和再生医学中具有巨大潜力。然而，随着年龄增长，干细胞功能逐渐下降，其自我更新和分化能力受到抑制。研究表明，RNA修饰在调控干细胞命运中起着重要作用，尤其是在成体干细胞（ASCs）中。这些修饰不仅影响mRNA的稳定性、剪接和翻译，还通过与非编码RNA的相互作用，调节基因表达和细胞行为。

RNA修饰的类型及其功能

目前已鉴定出超过150种RNA修饰类型，其中m?A（N?-甲基腺苷）、m?G（N?-甲基鸟苷）、m?C（5-甲基胞嘧啶）和m1A（N1-甲基腺苷）受到广泛关注。m?A是最常见的内部RNA修饰，主要分布在mRNA的终止密码子、3'非翻译区（3'UTR）和长外显子中。研究表明，m?A修饰的失调与干细胞自我更新和分化的中断密切相关。m?A的“书写者”（Writer）、“擦除者”（Eraser）和“阅读者”（Reader）蛋白通过调控RNA的稳定性、剪接和翻译，影响干细胞的命运。

m?A修饰与干细胞命运

m?A修饰在胚胎干细胞（ESCs）和诱导多能干细胞（iPSCs）中具有进化保守性。METTL3是m?A修饰的关键“书写者”，其缺失会稳定多能性因子NANOG的表达，阻碍ESCs的分化。此外，METTL3还通过结合染色质，调控异染色质的形成，影响基因表达。在成体干细胞中，m?A修饰同样发挥着重要作用。例如，在皮肤上皮祖细胞中，m?A修饰通过调控mRNA的翻译，影响细胞命运决定和组织结构。METTL3在调节间充质干细胞（MSCs）的成骨分化中也起着关键作用，其缺失会导致VEGFA表达下降，影响骨形成。

m?G修饰与干细胞命运

m?G修饰最初在tRNA和rRNA中被发现，近年来在mRNA的5'帽结构中也得到了鉴定。m?G修饰对于稳定转录本、防止外切酶降解以及调控转录延伸、前mRNA剪接、聚腺苷酸化、核输出和翻译具有重要作用。METTL1/WDR4复合体是m?G修饰的主要“书写者”，它通过在Sptbn2 mRNA上添加m?G修饰，增强其稳定性和翻译效率，从而促进神经发生。

m?C修饰与干细胞命运

m?C修饰在mRNA中的存在仍存在争议，主要是由于其低丰度和传统检测方法的高背景噪声。然而，研究表明，m?C修饰在维持造血干细胞和祖细胞（HSPCs）稳态中发挥重要作用。TRDMT1（DNMT2）通过甲基化tRNA Asp/Gly/Val的C38位点，防止tRNA片段化，维持HSPCs的正常功能。

m1A修饰与干细胞命运

m1A修饰涉及腺嘌呤N1位点的甲基化，主要存在于mRNA、tRNA、rRNA和lncRNA中。TRMT6和TRMT61A是催化tRNA m1A修饰的关键酶，它们通过与TSC1蛋白相互作用，调节mTOR信号通路，维持造血干细胞（HSCs）的自我更新能力。

RNA修饰的检测技术

随着技术的发展，RNA修饰的检测方法不断涌现。m?A修饰的检测技术，如MeRIP-seq和miCLIP-seq，已较为成熟，但存在依赖抗体、空间分辨率低等问题。近年来，DART-seq、MAZTER-seq和m?A-SEAL-seq等抗体非依赖性检测方法相继出现，为RNA修饰的研究提供了新的工具。

RNA修饰与其他表观遗传机制的交互作用

RNA修饰与DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA之间存在广泛的交互作用。这些交互作用通过调控基因表达和染色质状态，影响干细胞的命运。例如，m?A修饰的阅读蛋白YTHDC2通过与m?A修饰的HERV-H RNA相互作用，招募TET1酶，去除LTR7/HERV-H上的5mC修饰，防止其表观沉默。此外，m?A修饰还与组蛋白修饰密切相关。在小鼠胚胎干细胞中，H3K36me3与m?A修饰具有相似的分布模式，METTL14通过识别H3K36me3，促进m?A修饰的沉积。这些研究表明，RNA修饰在调控干细胞命运中发挥着多层面的作用。

研究挑战与未来方向

尽管RNA修饰在干细胞生物学中的作用逐渐被揭示，但仍面临诸多挑战。RNA修饰的动态性和上下文依赖性使得实时监测其变化及其功能后果成为难题。此外，RNA修饰与DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA之间的复杂交互作用尚未完全阐明。未来的研究需要开发更高灵敏度和分辨率的技术，尤其是在单细胞水平上。同时，整合RNA修饰数据与其他组学数据，将有助于全面理解干细胞功能的调控网络。随着研究的深入，RNA修饰有望为再生医学和疾病治疗提供新的策略。