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Investigative Ophthalmology & Visual Science | HOTAIR基因通过与WTAP相互作用促进后囊混浊形成

Investigative Ophthalmology & Visual Science | HOTAIR基因通过与WTAP相互作用促进后囊混浊形成
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该研究揭示了lncRNA HOTAIR在后囊混浊(PCO)中的关键作用,发现其通过与m6A甲基转移酶WTAP相互作用,促进METTL3/METTL14复合物的组装,进而增强THBS1表达和上皮-间质转化(EMT)。这一机制为PCO的防治提供了新的分子靶点。

 

后囊混浊(PCO)是白内障手术后常见并发症,影响患者视力恢复,尤其在儿童中发生率接近100%。目前唯一有效治疗手段为Nd:YAG激光后囊切开,但该方法伴随多种副作用,如晶状体脱位、视网膜脱离等。因此,探索PCO的分子机制,寻找新的干预靶点,具有重要的临床意义。上皮-间质转化(EMT)是PCO形成的重要细胞行为,而N6-甲基腺苷(m6A)RNA修饰作为真核生物中最常见的转录后修饰之一,已被发现与多种疾病相关。但其在PCO中的作用尚未明确。本研究聚焦于长链非编码RNA HOTAIR与m6A修饰在PCO中的作用,发现HOTAIR通过与m6A复合物核心蛋白WTAP结合,促进EMT进程,为PCO的靶向干预提供新思路。

 

基因敲除小鼠模型服务,助力后囊混浊相关基因功能研究,提供全身及条件性基因敲除模型,适用于疾病机制探索和药物研发。

 

研究首先构建了小鼠白内障手术模型和TGF-β2诱导的人工晶状体上皮细胞(HLE-B3)EMT模型,通过qRT-PCR、Western blot、免疫荧光等方法检测HOTAIR、EMT标志物(E-cadherin、N-cadherin、Vimentin)和m6A修饰水平。结果显示,HOTAIR在术后5天和TGF-β2处理后显著上调,并且主要定位于细胞核中。HOTAIR的表达与EMT标志物变化呈正相关,提示其在EMT过程中发挥调控作用。 在HLE-B3细胞中,通过过表达或敲低HOTAIR,研究人员发现HOTAIR过表达显著增强TGF-β2诱导的细胞增殖、迁移和EMT过程,而HOTAIR敲低则抑制这些效应。RNA免疫共沉淀(RIP)和CatRAPID数据库预测显示,HOTAIR与WTAP直接结合,促进其与METTL3/METTL14复合物的相互作用,进而增强整体m6A甲基化水平。进一步MeRIP-seq和MeRIP-qPCR分析发现,HOTAIR过表达上调多个EMT相关基因(THBS1、FZD5、LZTS1)的m6A修饰,其中THBS1的m6A修饰在多个位点均显著增加,且其mRNA和蛋白表达均被HOTAIR增强。通过构建WTAP过表达和敲低细胞,研究进一步验证HOTAIR对m6A的调控依赖于WTAP,且HOTAIR/WTAP复合物通过促进METTL3/METTL14组装,增强THBS1的表达,进而推动EMT。 此外,研究通过共免疫共沉淀(Co-IP)实验,证实HOTAIR的过表达显著增强WTAP与METTL3和METTL14的结合效率,而HOTAIR敲低则抑制这一过程。MeRIP-qPCR结果进一步表明,WTAP过表达可逆转HOTAIR敲低引起的THBS1 m6A下降,提示HOTAIR/WTAP复合物对THBS1的m6A修饰具有正向调控作用。在动物模型中,免疫荧光染色显示WTAP、METTL3和METTL14主要定位于细胞核,与HOTAIR共定位,支持其在核内调控m6A修饰的假说。 研究还通过表型实验,验证THBS1在HOTAIR/WTAP轴中的关键作用。敲低THBS1可显著逆转HOTAIR过表达诱导的EMT增强、细胞迁移和增殖表型,表明THBS1是该通路的核心效应分子。通过Western blot和Transwell实验,研究发现THBS1的表达水平与EMT标志物变化高度一致,且其m6A修饰受HOTAIR和WTAP双重调控。这些数据共同支持HOTAIR通过促进WTAP与METTL3/METTL14复合物结合,增强THBS1的m6A修饰,从而促进晶状体上皮细胞的EMT,推动PCO形成。

 

基因敲入与人源化小鼠模型服务,支持构建THBS1人源化模型,用于后囊混浊机制研究和治疗性抗体开发。

 

本研究揭示了lncRNA HOTAIR通过与m6A甲基转移酶核心亚基WTAP结合,促进METTL3/METTL14复合物组装,增强THBS1的m6A修饰,从而诱导晶状体上皮细胞的上皮-间质转化(EMT)并推动后囊混浊(PCO)形成。研究结果表明,HOTAIR/WTAP/THBS1信号轴是PCO的重要分子机制,为相关疾病的靶向治疗提供了新的干预策略。

 

文献来源:
Xi Chen, Chenshuang Li, Jiankui Li, Chenjun Guo, and Hong Yan. LncRNA HOTAIR Interaction With WTAP Promotes m6A Methyltransferase Complex Assembly and Posterior Capsule Opacification Formation by Increasing THBS1. Investigative Ophthalmology & Visual Science.