mRNA m6A甲基化修饰在猪脂肪细胞定向分化过程中的功能和机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31572413
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    64.0万
  • 负责人：
    王新霞
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    C1705.动物营养学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The process of porcine adipocyte differentiation determines the fat deposition in pigs. Epigenetic modification plays a key role in adipocyte differentiation. The last one or two years, the regulatory function of eukaryotic RNA methylation-6-methyl-adenine (m6A) was found and then RNA modification become new focus in the field of epigenetic research. However, the relationship between RNA methylation and adipocyte differentiation is unknown. Our previous work showed m6A regulates adipogenesis and m6A varies significantly between pigs with high or low fat content. In this project, we will compare m6A level as well as different development stage from iPS, MSCs, preadipocyte to adipocyte, study the effect and mechanism of m6A on adipocyte differentiation. Improved knowledge of the underlying molecular and metabolism events that regulate the adipocyte differentiation in animals may lay the theoretical basis for the regulation of body fat distribution by nutritional means.
猪脂肪细胞的定向分化和聚酯过程决定了猪的体脂沉积,表观遗传修饰在脂肪细胞分化聚酯中发挥着关键作用。最近随着RNA修饰N6-甲基腺嘌呤（m6A）调控功能的发现，RNA修饰成为表观遗传研究领域新的热点。但目前RNA甲基化修饰与脂肪细胞分化调控的研究还是空白。已知m6A可调控胚胎干细胞发育，且我们前期工作发现m6A可以调控脂肪细胞聚酯，因此本项目拟以“诱导性多能干细胞（iPS）-间充质干细胞（MSCs）-前体脂肪细胞-成熟脂肪细胞”为中心轴线，在探讨猪iPS、MSCs、前体和成熟脂肪细胞m6A变化规律的基础上，阐明m6A对iPS、MSCs和前体脂肪细胞定向分化及聚酯的影响，在此基础上，进一步从mRNA可变剪接、稳定性和翻译效率等方面揭示m6A调控脂肪细胞分化的可能机制。这对于全面了解猪脂肪细胞分化过程，并通过营养调控猪脂肪合理沉积具有重要意义，同时为人类肥胖引起的代谢性疾病的研究提供重要的借鉴。

结项摘要

猪脂肪细胞的定向分化和聚酯过程决定了猪的体脂沉积，表观遗传修饰在脂肪细胞分化聚酯中发挥着关键作用。N6-甲基腺嘌呤（m6A）是真核生物mRNA上含量最丰富的RNA修饰，但目前RNA甲基化修饰与脂肪细胞分化调控的研究还是空白。课题组前期工作发现m6A可以调控脂肪细胞聚酯，因此本项目以“诱导性多能干细胞（iPS）-间充质干细胞（MSCs）-前体脂肪细胞-成熟脂肪细胞”为中心轴线，通过干扰或超表达FTO/METTL3，阐明了m6A修饰对猪脂肪细胞定向分化的影响。利用m6A-Seq、RNA-seq和meRIP-qPCR等先进的分子生物学技术，在猪iPS上，揭示了m6A通过SOCS3/JAK2/STAT3信号通路维持猪iPS多能性、抑制分化的机制；在猪BMSC上，阐明了m6A通过JAK1/STAT5信号通路抑制猪BMSC成脂分化的机制；在前体脂肪细胞上，解析了m6A通过靶向Atg5/Atg7，降低细胞自噬，抑制猪前体脂肪细胞脂肪沉积的机制；探明了m6A通过JAK2/STAT3通路抑制猪脂肪细胞分化聚酯的机制；揭示了m6A通过调控细胞周期抑制猪脂肪细胞分化聚酯的机制。该研究系统揭示了mRNA m6A修饰能够通过自噬、细胞周期以及干细胞信号通路等多种途径调控猪脂肪细胞定向分化，这为利用营养精准调控猪脂肪合理沉积奠定了理论基础。本研究已经严格按照任务计划执行，顺利完成了任务，取得了预期结果。通过本研究，以第一标注在Autophagy、Cell Death & Disease、The FASEB Journal和RNA Biology等杂志发表SCI论文12篇，其中IF5>10的1篇， IF5>5的7篇，申请专利2项，培养博士研究生2名，硕士研究生5名。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
m6A mRNA methylation controls autophagy and adipogenesis by targeting Atg5 and Atg7
m(6)A mRNA 甲基化通过靶向 Atg5 和 Atg7 控制自噬和脂肪生成
  • DOI：
    10.1080/15548627.2019.1659617
  • 发表时间：
    2019-08-28
  • 期刊：
    AUTOPHAGY
  • 影响因子：
    13.3
  • 作者：
    Wang, Xinxia;Wu, Ruifan;Wang, Yizhen
  • 通讯作者：
    Wang, Yizhen
MTCH2 promotes adipogenesis in intramuscular preadipocytes via an m6A-YTHDF1-dependent mechanism
MTCH2 通过 m(6)A-YTHDF1 依赖性机制促进肌内前脂肪细胞的脂肪生成
  • DOI：
    10.1096/fj.201801393rrr
  • 发表时间：
    2019-02-01
  • 期刊：
    FASEB JOURNAL
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    Jiang, Qin;Sun, Baofa;Wang, Xinxia
  • 通讯作者：
    Wang, Xinxia
Understanding m6A Function Through Uncovering the Diversity Roles of YTH Domain-Containing Proteins
通过揭示包含 YTH 结构域的蛋白质的多样性作用来了解 m6A 功能
  • DOI：
    10.1007/s12033-018-00149-z
  • 发表时间：
    2019-01
  • 期刊：
    Molecular Biotechnology
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Yuanling Zhao;Youhua Liu;Ruifan Wu;Zhen Bi;Yongxi Yao;Qing Liu;Yizhen Wang;Xinxia Wang
  • 通讯作者：
    Xinxia Wang
From Histones to RNA: Role of Methylation in Signal Proteins Involved in Adipogenesis
从组蛋白到 RNA：甲基化在参与脂肪生成的信号蛋白中的作用
  • DOI：
    10.2174/1389203717666160627082444
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Current Protein & Peptide Science
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Wang Xinxia;Wang Yizhen
  • 通讯作者：
    Wang Yizhen
m6A methylation controls pluripotency of porcine induced pluripotent stem cells by targeting SOCS3/JAK2/STAT3 pathway in a YTHDF1/YTHDF2-orchestrated manner
m6A甲基化通过以YTHDF1/YTHDF2协调的方式靶向SOCS3/JAK2/STAT3通路来控制猪诱导多能干细胞的多能性
  • DOI：
    10.1038/s41419-019-1417-4
  • 发表时间：
    2019-02-20
  • 期刊：
    CELL DEATH & DISEASE
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Wu, Ruifan;Liu, Youhua;Wang, Xinxia
  • 通讯作者：
    Wang, Xinxia

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  • 通讯作者：
    杨宁

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肠道菌群及其代谢产物通过mRNA m6A修饰调控猪肉品质的机制研究
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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