微重力通过m6A修饰影响骨骼肌糖原代谢初探

作者：张佩佩; 贾林涛; 王婷^*

来源：生命的化学, 2023, 43(12): 1972-1981.

DOI：10.13488/j.smhx.20230520

• 微重力
• 骨骼肌
• 糖原代谢
• m6A修饰

长期航天飞行会导致骨骼肌萎缩，糖代谢紊乱可能是重要原因之一。N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)是真核生物最常见和最保守的信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA)修饰，通常参与关键基因表达的调控。本研究主要探究微重力对肌细胞糖原代谢的影响及微重力引起的m6A修饰改变与糖原代谢相关酶表达改变的相关性。通过蒽酮法检测骨骼肌细胞糖原含量，通过流式法检测荧光-D-葡萄糖类似物2-(N-7-硝基-2,1,3-苯并恶二唑-4-氨基)-2-脱氧-D-葡萄糖[2-N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)amino-2-deoxyglucose,2-NBDG]标记骨骼肌细胞的葡萄糖摄取，利用点杂交检测信使RNA m6A修饰的变化情况以及通过qPCR、Western blot检测糖原代谢相关酶和m6A修饰相关酶的表达，通过RNA甲基化免疫共沉淀(methylated RNA Immunoprecipitation,meRIP)检测肌细胞糖原代谢相关酶m6A修饰水平，同时通过GEO数据库分析临床及动物实验中糖原代谢相关酶和m6A修饰相关酶的关联。结果显示，模拟微重力条件下，小鼠成肌细胞C2C12糖原含量降低，葡萄糖摄取能力下降，糖原代谢相关酶糖原合成酶激酶3A(glycogen synthase kinase-3a,Gsk3A)、肌糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase-muscle,Pygm)、脑糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase-brain,Pygb)及磷酸葡萄糖变位酶3(phosphoglucomutase 3,Pgm3)表达发生变化，m6A修饰相关酶甲基转移酶样蛋白3(methyltransferase-like protein 3,Mettl3)表达下调，并且Pgm3和Gsk3a的mRNA发生了m6A修饰改变。本研究结果提示，微重力可能通过m6A修饰相关酶改变骨骼肌糖原代谢相关酶的m6A修饰水平，进而引起骨骼肌糖原含量的改变，影响骨骼肌细胞代谢稳态。本研究在分子水平上初步提示了微重力条件下肌细胞能量代谢紊乱、肌肉萎缩、功能减退的成因，为微重力环境下提高骨骼肌细胞供能水平、减缓肌肉萎缩、提高肌群效能提供了新的思路。

• 单位
  中国人民解放军空军军医大学; 基础医学院; 西北大学