慢性束缚应激大鼠前额叶皮层m6 A RNA甲基化动态变化及其对转录调控的影响

本研究针对慢性应激导致神经精神疾病的分子机制这一关键问题，通过MeRIP-seq技术系统分析了慢性束缚应激(CRS)大鼠前额叶皮层(PFC)全转录组m6 A甲基化图谱。研究发现4,301个转录本呈现显著高甲基化，并与基因表达呈负相关，功能富集显示这些变化主要影响突触可塑性、染色质重塑等神经功能通路。该研究首次揭示了m6 A表观转录组在应激反应中的调控作用，为抑郁症等精神疾病提供了新的治疗靶点。

　　

在神经精神疾病研究领域，慢性应激与表观遗传调控的关系一直是科学家们关注的焦点。尽管DNA甲基化和组蛋白修饰等经典表观遗传机制已被广泛研究，但近年来发现的RNA表观遗传修饰——特别是N⁶
-甲基腺苷(m⁶
A)修饰，为理解应激反应的分子机制提供了全新视角。m⁶
A作为真核生物mRNA中最丰富的内部修饰，通过"写入器"(如METTL3/METTL14)、"擦除器"(如FTO/ALKBH5)和"读取器"(如YTHDFs)的动态调控，影响mRNA的稳定性、剪接和翻译效率。然而，慢性应激如何影响大脑m⁶
A表观转录组，以及这些变化如何导致神经可塑性损伤和抑郁样行为，仍是亟待解决的科学问题。

针对这一研究空白，美国阿拉巴马大学伯明翰分校的研究团队在《Neurochemistry International》发表了重要研究成果。该研究采用慢性束缚应激(CRS)大鼠模型，通过整合MeRIP-seq和RNA-seq技术，系统分析了前额叶皮层(PFC)的m⁶
A甲基化图谱及其与基因表达的关系。研究发现CRS诱导了广泛的m⁶
A高甲基化，这些变化与关键神经功能基因的表达下调显著相关，并伴随着甲基转移酶METTL3/METTL14和去甲基化酶ALKBH5的表达异常。这项研究不仅揭示了m⁶
A表观转录组在应激反应中的核心作用，还为开发针对RNA修饰的精神疾病治疗策略提供了理论依据。

研究采用了多项关键技术方法：通过慢性束缚应激(CRS)建立大鼠抑郁模型(n=6/组)；ELISA检测血浆皮质酮水平验证模型；MeRIP-seq进行全转录组m⁶
A甲基化分析；RNA-seq检测基因表达变化；qPCR验证关键酶表达；生物信息学分析包括GO功能富集和KEGG通路分析。

研究结果部分：

3.1 血浆皮质酮水平分析
通过ELISA检测发现，CRS组大鼠血浆皮质酮水平(15,172.997 pg/mL)显著高于对照组(5,540.943 pg/mL)，证实了应激模型的有效性。

3.2 MeRIP-seq分析
全转录组m⁶
A甲基化分析鉴定出21,669个差异甲基化转录本，其中4,301个呈现高甲基化(占21%)，79个低甲基化。染色体分布显示高甲基化广泛分布于各染色体，尤其在1、3和10号染色体上最为显著。

3.3 转录组分析
RNA-seq发现1,424个差异表达基因(847个上调，577个下调)。整合分析显示m⁶
A高甲基化与基因表达呈负相关，提示m⁶
A可能通过影响mRNA稳定性调控基因表达。

3.4 m⁶
A分布特征
m⁶
A峰主要富集在3'UTR区域(密度>10)，显著高于5'UTR和CDS区。Motif分析鉴定出保守的RRACH序列，其中AAGAC是最富集的motif。

3.5 m⁶
A调控酶表达
qPCR显示CRS组中METTL3(0.81倍)、METTL14(0.76倍)和ALKBH5(0.70倍)表达显著降低，而FTO表达无显著变化。

3.6 功能分析
GO分析显示高甲基化基因显著富集于突触可塑性、神经递质信号和染色质重塑等通路。KEGG分析发现这些基因主要参与RNA降解、Polycomb抑制复合物介导的异染色质形成和ATP依赖的染色质重塑等过程。

讨论与结论部分指出，该研究首次系统描绘了慢性应激下PFC的m⁶
A表观转录组图谱，发现m⁶
A高甲基化是应激反应的关键调控机制。这种表观转录组变化通过影响突触可塑性和染色质重塑相关基因的表达，可能导致神经可塑性损伤和抑郁样行为。特别值得注意的是，ALKBH5表达下调可能是导致m⁶
A高甲基化累积的主要原因，而非METTL3/METTL14表达上调。研究还发现m⁶
A修饰主要富集在3'UTR区域，这与其调控mRNA稳定性的功能一致。这些发现为理解应激相关精神疾病的分子机制提供了新视角，并提示m⁶
A修饰酶可能成为治疗靶点。未来研究需要进一步阐明特定m⁶
A修饰如何影响神经元功能，以及干预这些变化是否能改善应激相关行为异常。