用戶文章m6A專題|IF=9.8|m6A去甲基化酶ALKBH5缺乏會加重鈷致神經退行性損傷

云序客戶福建醫科大學李煌元團隊利用m6A-MeRIP-seq（云序生物）等技術發現m6A去甲基化酶ALKBH5可能是預防或**鈷致神經退行性疾病的潛在靶點，該研究促進了對環境毒物致病機制中m6A修飾的更好理解，為環境危險因素導致的神經退行性疾病提供了新的預防和**策略。文章發表在Science of the Total Environment（IF：9.8）上，標題為：《The deficiency of N6-methyladenosine demethylase ALKBH5 enhances the neurodegenerative damage induced by cobalt》

鈷(Co)是一種銀灰色的延展性金屬元素，廣泛應用于航空航天工業、陶瓷著色、清漆干燥劑、人造合金假體和鋰離子電池。其中，人工鈷合金假體通過環境、職業或內源性釋放暴露鈷已成為與健康風險相關的全球環境問題。越來越多的證據表明，鈷是阿爾茨海默病(AD)等神經退行性疾病的危險因素。長期接觸鈷也會導致神經退行性損傷。同時，m6A在****系統(CNS)的發育和功能中起著關鍵作用，m6A mRNA甲基化異?？赡芘c腦損傷和神經退行性疾病有關。之前的研究表明，CoCl2暴露可以改變H4細胞和C57BL/6小鼠基因的m6A修飾，引發神經毒性。然而，m6A修飾異常在鈷誘導的神經系統損傷中的作用需要進一步研究。

云序客戶福建醫科大學李煌元團隊利用m6A-MeRIP-seq（云序生物）等技術發現m6A去甲基化酶ALKBH5可能是預防或**鈷致神經退行性疾病的潛在靶點，該研究促進了對環境毒物致病機制中m6A修飾的更好理解，為環境危險因素導致的神經退行性疾病提供了新的預防和**策略。文章發表在Science of the Total Environment（IF：9.8）上，標題為：《The deficiency of N6-methyladenosine demethylase ALKBH5 enhances the neurodegenerative damage induced by cobalt》。

發表期刊：Science of the Total Environment

影響因子：9.8/Q1

發表時間：2023年7月10日

期刊ISSN：0048-9697

研究方法：m6A-MeRIP-seq、MeRIP-qPCR等

文章鏈接：The deficiency of N6-methyladenosine demethylase ALKBH5 enhances the neurodegenerative damage induced by cobalt

研究內容

（1）CoCl2和ALKBH5會引起基因的m6A修飾改變

研究者通過qPCR檢測CoCl2處理的人膠質瘤H4細胞系中PSEN1、BACE1、TAU和APP等神經退行性損傷相關基因的mRNA水平發現，CoCl2暴露**上調了細胞中神經退行性損傷相關基因的mRNA水平，指示CoCl2會引起神經退行性損傷。為了進一步探討m6A修飾異常在鈷誘導的神經系統損傷中的作用，研究者對髖關節置換術患者血漿中的Co濃度和ALKBH5表達水平進行了檢測。Western blotting結果發現，與對照組相比，髖關節置換術患者組血漿中鈷濃度較高，ALKBH5表達水平較低；在暴露于CoCl2后，兩組的ALKBH5的表達均下降。接著，研究者對ALKBH5基因敲低和過表達組分別通過比色法檢測m6A RNA甲基化水平發現，CoCl2處理后，m6A RNA甲基化水平降低，且在H4細胞中，ALKBH5敲低時，m6A RNA甲基化水平升高，ALKBH5過表達時，m6A RNA甲基化水平降低。這些結果表明ALKBH5參與了鈷誘導的m6A mRNA甲基化失衡的過程。

（2）ALKBH5敲除和CoCl2暴露誘導的m6A修飾水平變化的聯合分析

將ALKBH5干擾組與CoCl2暴露組的m6A-MeRIP-seq 結果作聯合分析（云序生物提供）發現，1017個基因在兩組間發生高甲基化，1081個基因在兩組間發生低甲基化。對差異甲基化基因的分析顯示，高甲基化和低甲基化基因都在神經退行性疾病中富集。其中，KEGG通路分析顯示，高甲基化基因與細胞凋亡和自噬有關；低甲基化基因與調節細胞增殖和凋亡的Hippo信號通路有關。GO分析表明，低甲基化和高甲基化轉錄物的富集參與了重要的過程，如轉錄調節、金屬離子結合和蛋白質結合。這些結果表明，ALKBH5的下調可能通過調節細胞增殖、凋亡和自噬在鈷誘導的神經細胞損傷中發揮關鍵作用。

（3）ALKBH5對CoCl2誘導的體外神經細胞損傷的影響

為了研究ALKBH5的功能作用，研究人員檢測了CoCl2誘導的shALKBH5（ALKBH敲低細胞株）和oeALKBH5（ALKBH5過表達細胞株）的細胞活力、增殖、凋亡和自噬。結果發現，CoCl2的處理及濃度的增加會導致細胞活力下降、處于S期的細胞減少，且細胞發生凋亡，敲除ALKBH5基因加劇了CoCl2對細胞的影響，而過表達ALKBH5基因則減輕了CoCl2對細胞活力和細胞增殖及凋亡的影響。

（4）ALKBH5對CoCl2誘導的體內神經細胞損傷的影響

進一步研究ALKBH5在體內CoCl2誘導的神經細胞損傷中的功能作用，采用剛果紅染色、免疫組織化學和western blot分析觀察了不同處理組的小鼠的大腦海馬神經元形態學變化。結果發現，ALKBH5基因敲除組和慢性CoCl2暴露組與野生型小鼠組相比，神經原纖維纏結增加。組織化學結果顯示，敲除ALKBH5組或暴露于CoCl2也促進了Tau和P-Tau的表達，這兩種蛋白被認為是重要的AD相關蛋白。Western blotting結果顯示，慢性暴露于CoCl2后，海馬組織中APP和P-Tau的表達上調。當小鼠暴露于CoCl2時，敲除ALKBH5增強了APP表達量的增加，但降低了P-Tau的增加。Tau蛋白的表達在各組之間沒有**差異。