《Genomics》：Co-regulatory crosstalk between m5C, m7G, and o8G RNA modifications via QKI/YBX1 axis in myocardial ischemia-reperfusion injury
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本研究针对心肌缺血再灌注（I/R）损伤中多种RNA修饰的交互调控机制尚不明确的现状，通过整合MeRIP-seq、RNA-seq等多组学技术，首次系统描绘了m5C、m7G和o8G三种修饰在心肌损伤中的动态图谱，发现三者通过QKI/YBX1蛋白轴协同稳定细胞骨架相关基因ACTN4的mRNA，揭示了RNA修饰网络在维持心肌细胞结构完整性中的新机制，为心血管疾病的靶向治疗提供了新思路。
心血管疾病至今仍是全球首要死因，其中缺血性心脏病每年导致近900万人死亡。当心肌缺血后恢复血流灌注时，往往会出现更严重的心肌损伤，这一现象被称为心肌缺血再灌注损伤。在这个过程中，大量产生的活性氧会攻击RNA分子，形成特殊的化学修饰标记，如同在RNA上留下"分子伤疤"。然而，科学界对这些RNA修饰如何在心肌损伤中相互作用，共同调控细胞命运的认知仍存在大片空白。
发表在《Genomics》上的这项研究首次揭示了m5C（5-甲基胞嘧啶）、m7G（7-甲基鸟苷）和o8G（8-氧代鸟苷）三种RNA修饰在心肌缺血再灌注损伤中的协同调控网络。研究人员发现，这三种修饰不仅同时上调，还通过QKI和YBX1蛋白的相互作用，共同稳定细胞骨架关键基因ACTN4的mRNA，为理解心肌损伤的分子机制开辟了新视角。
关键技术方法包括：建立小鼠心肌缺血再灌注模型，通过MeRIP-seq（甲基化RNA免疫共沉淀测序）绘制全转录组修饰图谱，整合RNA-seq分析基因表达变化，利用Co-IP（免疫共沉淀）和免疫荧光验证蛋白相互作用，采用RNA稳定性实验评估转录本半衰期。
3.1. m5C、m7G和o8G RNA修饰概述
研究人员通过点杂交技术发现，心肌缺血再灌注后三种RNA修饰整体水平均显著升高。高通量测序显示超过50%的转录本携带至少一种修饰，其中m5C修饰密度最高。特别值得注意的是，o8G修饰基因在缺血再灌注组从459个增加到838个，表明氧化应激引发了广泛的RNA修饰。
3.2. m5C、m7G和o8G在mRNA中的分布特征
三种修饰呈现特异的分布模式：m5C和o8G稳定富集于编码区，而m7G在缺血再灌注后从5'非翻译区向编码区动态重分布，提示其功能可能从翻译起始转向转录本稳定性调控。
3.3. RNA修饰与基因表达的相关性
整合分析显示修饰基因多呈现中度上调，m7G上调基因显著富集于炎症通路，而o8G修饰与转录本稳定性无显著相关性，提示不同修饰具有特异的功能偏好性。
3.4. 单修饰基因协同调控肌动蛋白细胞骨架
基因本体富集分析发现，m5C和m7G单修饰基因显著富集于肌动蛋白细胞骨架调控通路，o8G则主要参与线粒体电子传递，但也在细胞骨架通路中部分富集，提示三者存在功能协同。
3.5. 双重或三重修饰对细胞骨架调控的协同作用
多修饰基因分析进一步验证了这种协同效应，同时携带两种或三种修饰的基因在肌动蛋白细胞骨架和肌丝滑动通路中呈现显著富集，且o8G参与修饰的基因还涉及氧化磷酸化等能量代谢过程。
3.6. m5C、m7G和o8G调节因子的转录本相互修饰
研究人员发现修饰酶本身也受到其他类型修饰的调控，如m5C阅读蛋白YBX1的转录本同时存在m7G和o8G修饰，形成复杂的反馈调控网络。
3.7. QKI和YBX1协同调控肌动蛋白细胞骨架
机制研究表明，m7G阅读蛋白QKI与m5C阅读蛋白YBX1直接相互作用，共同靶向细胞骨架相关基因。QKI过表达可降低全局o8G水平，提示其在氧化应激调控中的新功能。
3.8. QKI和YBX1靶向ACTN4调控肌动蛋白细胞骨架稳定性
研究人员最终锁定ACTN4（α-辅肌动蛋白4）为关键效应基因。该基因转录本同时携带m5C和m7G修饰，QKI或YBX1敲低均显著降低ACTN4 mRNA稳定性，双敲低导致心肌细胞肌丝结构严重紊乱，证实了二者在维持细胞骨架完整性中的协同作用。
研究结论表明，心肌缺血再灌注损伤中，QKI和YBX1通过形成蛋白复合物，协同调控m5C和m7G修饰，共同稳定细胞骨架相关转录本，这一新发现的调控轴为理解心肌损伤的表观转录组调控提供了全新视角。特别值得注意的是，o8G修饰不仅作为氧化损伤标志物，还通过影响线粒体能量代谢基因间接参与细胞骨架调控，形成了连接氧化应激、能量代谢和结构完整性的重要枢纽。
该研究的创新性在于首次系统揭示了三类RNA修饰在心肌损伤中的交叉对话机制，确立了RNA修饰网络在心脏应激反应中的核心地位。从转化医学角度看，这些动态变化的RNA修饰有望成为早期心肌损伤的生物标志物，而QKI/YBX1相互作用界面为开发靶向治疗策略提供了新思路。相比传统针对氧化应激或钙超载的疗法，靶向RNA修饰-阅读蛋白-转录本轴可能为实现更精准的心肌保护开辟新途径。
