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RNA m6A甲基化修饰在脂肪细胞胰岛素抵抗中的作用机制
The role of RNA m6A methylation in insulin resistance in adipocytes
- 重庆医科大学学报 2024年49卷第2期 页码：132-140
- 作者机构：
1.潍坊医学院医学检验学院，潍坊 261000
2.山东大学齐鲁医学院，济南 250000
3.山东第一医科大学第一附属医院/ 山东省千佛山医院检验医学，山东省医药卫生临床检验诊断学重点实验室，济南 250000
- 作者简介：
叶棣文，Email：ydw123@outlook.com，研究方向：临床检验诊断学。
逯素梅，Email：lsmqianyi@126.com。
- 基金信息：山东省自然科学基金资助项目(ZR2023MH031);山东第一医科大学青年科学基金培育资助计划项目(202201-083)
DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.003432
中图分类号： R34收稿：2023-09-26，
修回：2023-12-13，
录用：2023-12-15，
纸质出版：2024-02-28
- 稿件说明：
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叶棣文,张炳杨,张丹彤,等.RNA m6A甲基化修饰在脂肪细胞胰岛素抵抗中的作用机制[J].重庆医科大学学报,2024,49(2):132-140.
Ye Diwen,Zhang Bingyang,Zhang Dantong,et al.The role of RNA m6A methylation in insulin resistance in adipocytes[J].Journal of Chongqing Medical University,2024,49(2):132-140.
叶棣文,张炳杨,张丹彤,等.RNA m6A甲基化修饰在脂肪细胞胰岛素抵抗中的作用机制[J].重庆医科大学学报,2024,49(2):132-140. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003432.
Ye Diwen,Zhang Bingyang,Zhang Dantong,et al.The role of RNA m6A methylation in insulin resistance in adipocytes[J].Journal of Chongqing Medical University,2024,49(2):132-140. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003432.
摘要
目的
2
探讨RNA m
6
A甲基化修饰在脂肪细胞胰岛素抵抗中的
作用及机制。
方法
2
收集2型糖尿病患者术中赘余皮下脂肪组织，以非2型糖尿病患者同样组织为对照，检测组间RNA m
6
A水平。高脂饮食诱导C57BL/6J小鼠构建胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）模型（HFD组，
n
=5，60%高脂饲料喂养16周），对照组10%低脂饲料喂养16周（CD组，
n
=5）。模型构建成功后，取附睾周围脂肪组织行表观转录组学m
6
A甲基化修饰芯片检测，并借助MeRIP-qPCR实验、RT-qPCR以及RNA结合蛋白免疫沉淀测定（RNA Binding Protein Immunoprecipitation Assay，RIP）实验验证胰岛素信号转导相关基因变化；进一步观察METTL3小分子抑制剂STM2457对高脂饮食诱导下小鼠胰岛素信号转导基因的影响。
结果
2
2型糖尿病患者和小鼠IR模型脂肪组织中总体m
6
A修饰水平均升高（患者200 ng RNA
t
=-8.375，
P
<
0.001；患者100 ng RNA
t
=-3.722，
P
=0.006；患者50 ng RNA
t
=-4.937；
P
=0.001；小鼠100 ng RNA
t
=-3.590，
P
=0.023；小鼠50 ng RNA
t
=-2.760，
P
=0.025）。表观转录组学检测证实IR的脂肪组织中1 175个基因发生高m
6
A修饰，55个基因发生低m
6
A修饰，同时有182个基因呈现高m
6
A修饰且低表达，包括
AKT2、INSR、PIK3R1、ACACA、SREBF1
等5个胰岛素信号转导关键基因，其中
AKT2、INSR、ACACA、SREBF1
等4个基因被确证并证实其与METTL3存在直接结合，其m
6
A修饰水平受METTL3正向调控。STM2457作用下，胰岛素敏感性提高，且
AKT2、INSR、ACACA、SREBF1
转录水平上调，提示IR表型改善明显。
结论
2
高脂饮食通过METTL3诱导脂肪细胞胰岛素信号转导基因
AKT2、INSR、ACACA、SREBF1
发生m
6
A高甲基化修饰，诱导其低表达，阻滞胰岛素信号转导，进而参与诱发IR。
Abstract
Objective
2
To explore the role of RNA m
6
A methylation in insulin resistance in adipocytes.
Methods
2
We collected redundant subcutaneous adipose tissue samples from patients with type 2 diabetes and patients without type 2 diabetes to measure the RNA m
6
A modification level. A insulin resistance（IR） model was established by feeding C57BL/6J mice with a 60% high-fat diet for 16 weeks（
n
=5），while the control group was fed with a 10% low-fat diet for 16 weeks（
n
=5）. After successful modeling，the adipose tissue around the epididymis was
taken to detect m
6
A methylation using epitranscriptomic microarrays. The changes in insulin signaling-related genes were determined by MeRIP-qPCR assay，RT-qPCR，and RIP assay. The effects of the small-molecule inhibitor STM2457 targeting methyltransferase like 3（METTL3） on insulin signaling-related genes in mice feeding a high-fat diet were investigated.
Results
2
The overall m
6
A modification levels were significantly increased in the adipose tissue of patients with type 2 diabetes and IR mice（patients 200 ng RNA，
t
=-8.375，
P
<
0.001；patients 100 ng RNA，
t
=-3.722，
P
=0.006；patients 50 ng RNA，
t
=-4.937，
P
=0.001；mice 100 ng RNA，
t
=-3.590，
P
=0.023；mice 50 ng RNA，
t
=-2.760，
P
=0.025）. The epitranscriptomic assay detected high m
6
A methylation levels in 1 175 genes and low m
6
A methylation levels in 55 genes；182 genes showed significantly high m
6
A modification and low expression，including five key insulin signaling-related genes（
AKT2
，
INSR
，
PIK3R1
，
ACACA
，and
SREBF1
）. Direct binding between
AKT2
，
INSR
，
ACACA
，and
SREBF1
and METTL3 was validated，and their m
6
A modification levels were positively regulated by METTL3. STM2457 significantly increased insulin sensitivity，and significantly upregulated the transcriptional levels of
AKT2
，
INSR
，
ACACA
，and
SREBF1
，suggesting a significant improvement in IR phenotype.
Conclusion
2
High-fat diet induces IR through METTL3，which mediates m
6
A hypermethylation of
AKT2
，
INSR
，
ACACA
，and
SREBF1
to downregulate their expression an
d block insulin signaling in adipocytes.
关键词
Keywords
references
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