小鼠脑缺血再灌注损伤模型中circRNA的m6A修饰及表达谱分析

本研究通过甲基化RNA免疫沉淀测序(methylated RNA immunoprecipitation sequencing, MeRIP-seq)、转录物组测序(transcriptome sequencing ,RNA-seq)及生物信息学技术,分析小鼠大脑中动脉栓塞/再灌注(middle cerebral artery occlusion / reperfusion, MCAO/R)模型中环状RNA (circular RNA, circRNA)差异表达谱和m⁶A修饰差异表达谱,为揭示circRNA表观遗传修饰与脑缺血再灌注损伤之间关系提供科学依据。采用Longa生物学评分评价小鼠神经功能缺损, TTC 染色法计算小鼠脑梗死体积,Dot印迹检测m⁶A整体甲基化水平。结果显示,MCAO/R 组与sham组相比出现严重神经损伤,Longa生物学评分为(2.75 ± 0.25)分,MCAO/R 组的梗死体积显著高于sham组,所占百分比为(27.63％ ± 4.24％),MCAO/R 组m⁶A整体修饰水平增加。与sham组相比,MCAO/R 组有1 787个差异表达的circRNAs(｜ log₂FC｜> 0.58,P < 0.05)。其中,852个circRNA表达显著上调,935个circRNAs表达显著下调。基因本体(gene ontgology,GO)功能分析显示,差异表达circRNAs靶基因主要参与翻译、蛋白质糖基化、激素应答、IL-6介导的信号通路、高尔基体、内质网等生物学过程;京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路分析发现,差异靶基因主要与N-聚糖生物合成、Wnt信号通路、胃酸分泌、谷氨酸能突触、磷脂酶D信号通路、味觉传导、非洲锥虫病、甲状腺激素合成、胰岛素分泌等代谢途径和信号通路有关。与sham组比,MCAO/R 组有22个circRNAs发生m⁶A甲基化修饰差异(｜ log₂FC｜> 0.58,P < 0.05)。其中,14个circRNA显著上调,8个circRNA显著下调。GO和KEGG分析显示,差异甲基化circRNA主要与胞嘧啶代谢过程、骨骼肌收缩、髓样细胞分化、O-连接蛋白质糖基化等生物学过程有关,主要富集到范科尼贫血途径通路。最后,联合表达差异和m⁶A修饰差异进行分析,共筛选到7个共表达差异(既有m⁶A修饰差异,又有表达差异)的circRNA,经RT-qPCR验证,这些共表达差异circRNA表达趋势与测序一致。本研究通过对sham组和MCAO/R 组测序分析,筛选有差异表达的circRNA和有m⁶A修饰差异的circRNA,表明脑缺血再灌注可引起小鼠circRNA表达谱及m⁶A修饰谱改变,差异表达的circRNA和差异甲基化circRNA靶基因涉及多种通路,为从表观遗传水平揭示脑缺血再灌注损伤的分子机制奠定基础,为后续研究脑缺血再灌注损伤提供了潜在的靶向位点。