《BMC Medical Genomics》:Exploring diagnostic m6A regulators in primary open-angle glaucoma: insight from gene signature and possible mechanisms by which key genes function
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为探究原发性开角型青光眼(POAG)小梁网(TM)组织损伤机制,研究人员开展 m6 A 调节因子研究,发现其可作诊断标志物,YTHDC2 参与细胞功能调节,为 POAG 研究提供新方向。
青光眼是全球范围内导致永久性视力损害的主要原因之一,原发性开角型青光眼(POAG)作为其最常见的类型,约占所有青光眼患者的 74%。目前,POAG 的发病机制复杂且尚未完全明确,临床上也缺乏根治方法。升高的眼压是唯一可治疗的风险因素,而小梁网(TM)在维持眼压平衡中起着关键作用,TM 功能障碍会导致房水引流减少,进而引发 POAG。然而,现有的青光眼治疗药物并未针对 TM 功能进行修复,因此,深入探索 POAG 中 TM 功能障碍的机制,对开发靶向药物至关重要。
越来越多的研究开始关注表观遗传调控在 POAG 中的作用,其中 N6 - 甲基腺苷(m6 A)RNA 修饰作为一种重要的表观遗传修饰方式,参与多种生物过程的调控,但在青光眼领域的研究较少。在此背景下,来自湖南工程研究中心(青光眼人工智能诊断与新材料应用)、中南大学爱尔眼科学院等机构的研究人员开展了相关研究,旨在探索 m6 A 调节因子在 POAG 患者 TM 组织损伤过程中的潜在作用,该研究成果发表在《BMC Medical Genomics》上。
研究人员主要运用了生物信息分析、细胞实验等关键技术方法。生物信息分析方面,从 Gene Expression Omnibus(GEO)数据库检索 POAG 相关数据集,经筛选和预处理后进行分析。细胞实验则包括培养原代人小梁网细胞(HTMCs),进行细胞转染、RNA 提取及定量逆转录聚合酶链反应、免疫荧光染色和细胞迁移实验等。
研究结果如下:
m6 A 调节因子的表达分析 :通过对 GSE27276 数据库分析,研究人员筛选出 5 个在 POAG 患者 TM 组织和正常组织中表达存在差异的 m6 A 调节因子,分别是 RBM15、YTHDC2、YTHDF1、RBMX 和 ALKBH5。相关性分析显示,不同 m6 A 调节因子之间存在不同程度的相关性。
疾病特征基因筛选与模型构建 :利用随机森林(RF)模型和支持向量机(SVM)模型筛选 POAG 特征基因,RF 模型表现更优。基于筛选出的 5 个重要基因(YTHDF1、RBMX、ALKBH5、YTHDC2 和 RBM15)构建列线图,经评估该模型具有较高准确性,可用于预测 POAG 风险。
样本聚类分析 :根据 5 个核心 m6 A 调节因子的 mRNA 表达对 POAG 样本进行聚类分析,可将样本分为两个亚型。两个亚型在免疫细胞浸润方面存在差异,激活的 CD8+ T 细胞和调节性 T 细胞在 m6 Acluster 亚型 B 中含量更高。进一步分析发现,两种聚类方式结果一致,但聚类结果与患者种族、性别和诊断年龄无关。
细胞功能相关研究 :构建 HTMC 氧化应激细胞模型和 TGF-β2 刺激细胞模型,发现 YTHDC2 mRNA 在两种模型中均显著下调。沉默 YTHDC2 可增强 HTMCs 的迁移能力,促进细胞外基质(ECM)合成;过表达野生型 YTHDC2 则产生相反效果,而过表达缺失 YTH 结构域的 YTHDC2 对 ECM 合成无显著影响,表明 YTHDC2 可能通过其 YTH 结构域调节 ECM 合成。
研究结论和讨论部分指出,POAG 患者 TM 组织中差异表达的 m6 A 调节因子有望成为潜在的诊断生物标志物。YTHDC2 在氧化应激或 TGF-β2 干预下,通过 m6 A 修饰调节 HTMCs 的迁移和 ECM 合成能力,这可能是 POAG 疾病进程的重要组成部分。然而,研究也存在一定局限性,如样本量不足、GEO 数据集临床信息缺乏等。尽管如此,该研究为 POAG 的发病机制研究提供了新的视角,为后续开发更有效的治疗方法奠定了基础,未来可进一步深入研究 m6 A 调节因子在 POAG 中的具体调控机制,探索其作为治疗靶点的可行性 。
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