m6A RNA甲基化调控因子在结核病中的表达谱、免疫调控作用及诊断价值研究

《Frontiers in Immunology》：Expression and clinical value of key m6A RNA modification regulators in tuberculosis

本研究系统揭示了m6A RNA甲基化修饰在结核病（TB）中的关键作用，通过生物信息学分析和临床样本验证，发现METTL3、VIRMA等7个m6A调控因子显著下调，构建的诊断模型AUC达0.97。研究首次鉴定出两种具有不同免疫微环境特征的m6A修饰模式，并发现其通过血红素代谢和TGF-β信号通路调控结核病异质性，为结核病的诊断标志物开发和免疫治疗靶点发现提供了新视角。

　　

背景

结核病（Tuberculosis, TB）是由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）引起的高传染性疾病，其发病机制与宿主免疫反应密切相关。N6-甲基腺苷（m⁶A）作为真核生物mRNA中最常见的转录后修饰，在调控RNA剪接、核输出、稳定性和翻译效率等生物学过程中发挥关键作用。然而，m⁶A修饰在结核病发病机制中的具体作用尚未明确。

方法

研究整合GEO数据库中的GSE54992和GSE83456数据集，通过limma包进行差异表达分析，识别结核病患者与健康对照之间差异表达的m⁶A调控因子。采用随机森林（Random Forest）和LASSO回归构建诊断模型，并通过qRT-PCR在临床样本（34例结核病患者和34例健康对照）中进行验证。利用单样本基因集富集分析（ssGSEA）评估m⁶A调控因子与免疫细胞浸润、免疫反应活性的相关性。通过无监督聚类分析鉴定m⁶A修饰模式，并采用GO、KEGG和GSEA分析不同修饰模式的生物学功能差异。

结果

1. 1.
   m⁶A调控因子的差异表达：在结核病患者中，METTL3、VIRMA、YTHDF1、YTHDC1、YTHDC2、ELAVL1和LRPPRC等7个关键m⁶A调控因子表达显著下调。临床样本验证显示，这些基因的表达与淋巴细胞百分比等临床指标显著相关。
2. 2.
   诊断模型构建：随机森林和LASSO回归模型均显示优异的诊断性能，ROC曲线下面积（AUC）分别为0.9497和0.933。7个m⁶A标志物联合抗酸染色检测的AUC提升至0.953。
3. 3.
   免疫微环境调控：m⁶A调控因子与免疫细胞浸润和免疫过程密切相关。例如，METTL3与多数免疫细胞呈正相关，而LRPPRC呈负相关。无监督聚类将结核病患者分为两种m⁶A修饰模式：模式1以γδ T细胞、中性粒细胞高浸润为特征，模式2以Th1细胞为主导。
4. 4.
   生物学异质性：基于m⁶A相关差异表达基因，结核病患者可进一步分为两个亚型（亚型A和B）。亚型A主要富集于血红素代谢通路，亚型B激活TGF-β信号通路，提示m⁶A修饰通过代谢和信号通路调控结核病的异质性。

讨论

本研究首次系统揭示了m⁶A修饰在结核病中的表达谱和功能多样性。发现的m⁶A调控因子不仅作为潜在的诊断标志物，还通过调节免疫微环境和代谢通路影响疾病进展。研究局限性包括临床样本来源主要为外周血，未来需在肺组织或肺泡灌洗液中验证；缺乏功能实验验证因果关联。这些发现为结核病的表观转录组调控机制研究和精准治疗策略开发提供了新方向。