整合生物信息学、单细胞分析及实验数据表明，在多囊卵巢综合征（PCOS）中，双酚A（BPA）- m6A修饰-细胞凋亡轴在颗粒细胞功能障碍中起着关键作用

《Journal of Ovarian Research》：Integrative bioinformatics, single-cell and experimental evidence for a BPA–m6A–apoptosis axis in granulosa cell dysfunction in polycystic ovary syndrome

PCOS的BPA暴露与m6A表观调控轴通过影响颗粒细胞凋亡和代谢异常，形成环境致病机制。研究整合多组学数据鉴定出LIFR、LMNA等5个关键基因，构建了具有诊断潜力的 nomogram 模型，并通过分子对接和体外实验验证了BPA与靶蛋白的结合及调控效应。研究提示该机制可能成为环境因素驱动PCOS的分子靶点，但需扩大队列验证临床应用。

　　

摘要

背景

多囊卵巢综合征（PCOS）越来越被认为是一种受环境因素影响、由表观遗传机制介导的生殖-代谢紊乱。患有多囊卵巢综合征的女性接触双酚A（BPA）的比例更高，这与该疾病中的雄激素过多、胰岛素抵抗和卵巢功能障碍有关；同时，N6-甲基腺苷（m6A）的失调会促进颗粒细胞（GCs）的增殖和凋亡。然而，在PCOS中整合BPA暴露、m6A失衡以及GCs凋亡的下游基因网络仍不明确。

方法

从比较毒理基因组数据库中检索与BPA相关的基因，并将其与来自四个GEO GC数据集（GSE34526、GSE137684、GSE102293、GSE80432）中的PCOS差异表达基因进行交集分析，同时从GeneCards中获取与m6A和凋亡相关的基因。进行了蛋白质-蛋白质相互作用、GO/KEGG富集、GSEA和免疫细胞浸润（ssGSEA）分析。构建了一个五基因逻辑模型和诺模图，并在GSE106724和GSE98595中进行了外部验证。利用单细胞RNA-seq数据（GSE268919）来绘制不同卵巢细胞类型中的枢纽基因表达、m6A和凋亡特征。通过分子对接（AutoDock Vina）评估了BPA与蛋白质的结合情况。通过qPCR、Western blot、CCK-8和流式细胞术在原代人颗粒细胞及经BPA处理的KGN细胞中验证了枢纽基因的表达和功能。

结果

我们发现了139个在BPA和PCOS中共有的基因，以及五个在卵巢类固醇生成、氧化应激和凋亡途径中富集的枢纽基因——LIFR、LMNA、BCL2、ADM、S100P。这些基因在PCOS患者和对照组之间表现出不同的表达模式，并与免疫细胞浸润的改变相关。五基因诺模图在训练集中的AUC为0.846，在外部验证队列中的AUC为0.791，具有良好的校准和决策曲线优势。单细胞分析显示，在m6A和凋亡评分较高的GCs簇中，LIFR表达下调而LMNA表达上调。分子对接预测BPA与这五种蛋白质的结合强度为中等到强。体外实验表明，BPA降低了GCs的存活率，通过激活BAX/Caspase-3增加了凋亡，并再现了PCOS GCs中观察到的枢纽基因失调现象。

结论

我们的综合数据支持了PCOS中BPA-m6A-凋亡轴的存在，并确定了一个具有潜在诊断价值的五基因颗粒细胞特征，为环境因素驱动的PCOS提供了机制上的见解和候选靶点；然而，其临床应用需要在更大规模、独立且前瞻性招募的队列中进行验证。

试验注册

本研究是一项观察性和实验性实验室研究，不属于临床试验。