揭秘 m6A 修饰:打开特发性肺纤维化(IPF)诊疗新大门

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:Scientific Reports 3.8

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  特发性肺纤维化(IPF)病因不明、治疗棘手。研究人员开展 m6A 修饰对 IPF 影响的研究。发现 26 个差异 m6A 调节因子,构建预测模型,筛选出靶向 WTAP 的化合物。为 IPF 诊疗提供新方向。

  在医学领域,特发性肺纤维化(Idiopathic Pulmonary Fibrosis,IPF)就像一座难以攻克的险峻山峰,让无数科研人员和医生为之头疼。IPF 是一种病因不明的慢性、进行性、不可逆的弥漫性间质肺纤维化疾病,它悄无声息地破坏着患者的肺泡结构,引发弥漫性肺泡炎症,促使上皮 - 间质转化(Epithelial - Mesenchymal Transition,EMT)的发生。尽管近年来像吡非尼酮和尼达尼布等药物在延缓疾病进展、降低死亡率方面展现出一定潜力,但由于对其潜在分子机制了解有限,IPF 仍难以被彻底治愈。
随着多组学数据分析技术的兴起,为探索 IPF 的发病机制带来了新希望。而 N6 - 甲基腺苷(m6A)修饰作为 mRNA 生命周期中的关键环节,参与调节转录、输出、翻译和降解等过程,其异常与多种疾病相关,在纤维化疾病中也扮演着重要角色。不过,m6A 修饰在 IPF 发病和进展中的具体作用却迷雾重重。为了拨开这层迷雾,来自青岛大学附属泰安市中心医院等机构的研究人员开展了一项意义重大的研究。

研究人员首先从 GEO 数据库获取了 IPF 相关数据,其中包括 20 名非 IPF 患者和 154 名 IPF 患者的 GSE93606 数据集。他们运用了多种关键技术方法:通过共识聚类分析,基于 26 个 m6A 调节因子构建基因模型预测 IPF,并将患者分为不同 m6A 修饰模式;利用随机森林(RF)和支持向量机(SVM)模型筛选预测性 m6A 调节因子;借助单样本基因集富集分析(ssGSEA)评估免疫细胞浸润情况;采用逆转录 - 定量聚合酶链反应(RT - qPCR)和蛋白质免疫印迹(Western blotting)在体外 MRC - 5 细胞实验中检测基因表达;运用分子对接技术对 WTAP 蛋白进行虚拟药物筛选 。

研究结果如下:

  • m6A 调节因子的差异表达:分析发现 26 个 m6A 调节因子在 IPF 患者和非 IPF 患者中存在差异表达,其中 16 个差异显著。IGFBP2 和 YTHDF2 在 IPF 患者中过表达,其他多数显著调节因子表达下降。
  • 模型构建与评估:构建的 RF 和 SVM 模型中,RF 模型表现更优,基于其结果筛选出 FTO、HNRNPA2B1、WTAP、YTHDC1 和 ZC3H13 这 5 个关键 m6A 调节因子构建列线图模型,该模型预测性能良好。
  • m6A 模式分析:基于 16 个显著 m6A 调节因子进行共识聚类,将 IPF 患者分为 cluster A 和 cluster B 两个亚组,呈现出不同的 m6A 模式。进一步分析发现,cluster B 与 Th17 细胞浸润、先天免疫和调节性 T 细胞(Treg)浸润密切相关,与 IPF 关联更强。同时,根据 m6A 相关差异表达基因(DEGs)进行一致性聚类,得到 geneCluster A 和 geneCluster B 两种基因模式,且 m6A 评分在 cluster B 或 geneCluster B 中更高,与免疫细胞浸润正相关,高 m6A 评分组纤维化更严重。
  • 关键基因表达验证:在博来霉素(BLM)诱导的实验中,WTAP、FTO、HNRNPA2B1 和 ZC3H13 的 RNA 表达水平显著降低,而 α - SMA 的 RNA 表达水平升高,蛋白质免疫印迹结果与之相符。
  • 潜在药物筛选:通过虚拟筛选,从大量化合物中筛选出 5 种针对 WTAP 的潜在药物,它们与 WTAP 具有良好的结合性能。

在研究结论和讨论部分,该研究表明 m6A 调节因子在 IPF 的发生和发展中起着关键作用。筛选出的 5 个调节因子构建的列线图模型能准确预测 IPF 的发病率。m6A 修饰与免疫细胞浸润以及 IPF 的进展密切相关,尤其是 m6AClusterB 和 geneClusterB 与 IPF 紧密相连。WTAP 作为潜在的保护因子和治疗靶点,为 IPF 的治疗提供了新方向。不过,研究也存在一定局限性,如数据来自单中心,模型特征可能未涵盖所有相关因素。但总体而言,该研究为 IPF 的预防、诊断和靶向药物治疗提供了全新的思路和重要依据,发表在《Scientific Reports》上,对推动 IPF 领域的研究和临床实践具有重要意义。

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