导读：
      在哺乳动物衰老过程中，蛋白质表达会发生变化，这些变化受到转录、转录后和翻译后步骤的高度调控。尽管已有了衰老过程中人类转录本的整体概况研究，但转录本在年轻人和老年人群之间差异表达的机制仍不清楚。2018年，南卡罗莱纳医科大学的研究人员发表了题为“Profiling of m6A RNA modifications identified an age-associated regulation of AGO2 mRNA stability”的论文。论文中，作者首先研究了来自年轻人和老年人的外周血单核细胞 (PBMC) 的m6A RNA修饰谱。 接着聚焦一些重要的老化相关基因，发现与老化相关之AGO2基因，其甲基化程度及RNA表达皆在老化PBMC中降低。作者还在人类纤维母细胞（Human Diploid Fibroblast, HDF）中再次验证，发现AGO2的mRNA甲基化程度及RNA表达量同样是于老化HDF中较低，而当HDF中过表达m6A甲基转移酶时，AGO2的mRNA之半衰期随之增长，显示m6A修饰能稳定AGO2 mRNA。最后基于表达谱研究，作者发现在老化纤维母细胞中let-7 family miRNA 表达下降；敲降AGO2时，部分let- 7 family miRNA 表达量亦随之下降。此外，利用常用老化标记物 β-半乳糖苷酶，将m6A甲基转化酶基因敲降后细胞染色，结果呈现衰老细胞特性。基于以上，作者认为 AGO2 的 m6A 修饰通过调节成熟miRNA表达量导致细胞衰老。




文章索引
标题：Profiling of m6A RNA modifications identified an age-associated regulation of AGO2 mRNA stability
期刊：aging cell
IF：11.005
DOI:10.1111/acel.12753

研究思路：


研究结果：

1. 年老PBMC中的m6A修饰程度更低

      作者首先对11名年轻人和11名老年人的外周血单核细胞 (PBMC)进行m6A-seq。发现年轻PBMC中的1,051个m6A 修饰位点，年老PBMC中826个，两者具有778个重叠位点。m6A修饰主要出现在年轻和年老PBMC的蛋白编码RNA中。定量分析m6A修饰，显示年老PBMC的整体甲基化程度降低。

     接着作者比较研究了m6A修饰是否总体上影响mRNA丰度，发现甲基化程度与转录本丰度之间没有相关性。

（2）AGO2 mRNA甲基化水平在年老PBMC中降低，稳态丰度发生变化
      作者在许多甲基化的mRNA中，试图找到一个关键的转录本，其中差异甲基化状态能在衰老过程中调节mRNA的稳定性。DROSHA是一种处理初级microRNA的核糖核酸酶，AGO2是miRNA介导的基因沉默中的一种催化蛋白。有趣的是，DROSHA mRNA在年轻和年老PBMC中都高度甲基化，没有显着变化，而AGO2 mRNA甲基化在年老PBMC中降低。PBMC的总RNA转录组显示AGO2 mRNA在年老PBMC中低表达不足，而DROSHA mRNA水平没有显著变化。这表明AGO2 mRNA甲基化与mRNA稳定性有关，但DROSHA mRNA甲基化可能影响mRNA代谢的不同阶段，例如mRNA成熟和翻译。

     当作者比较参与m6A RNA修饰途径的mRNA表达时，发现编码甲基转移酶复合物调节亚基的WTAP mRNA的稳态水平显著降低，而编码甲基转移酶、去甲基化酶和m6A结合蛋白mRNA的稳态水平变化的幅度相对较小。

（3）HDFs中m6A修饰可提高AGO2 mRNA的稳定性
      作者还在HDF中验证了AGO2 mRNA甲基化的变化。和人年老PBMC中的观察结果类似，传代次数较多的PDL-42细胞中m6A修饰减少，AGO2和METTL3表达降低。而且METTL3 可能与AGO2 mRNA甲基化的调节有关，因为METTL3的敲降可降低AGO2mRNA甲基化，而METTL3过表达则增加了AGO2 mRNA甲基化。在HDF中，AGO2 mRNA甲基化的下降可能源于甲基转移酶的表达下降。这些观察表明m6A甲基化增加了AGO2的表达，并暗示这是由于AGO2 mRNA稳定性的变化。

1. 成熟miRNA在年轻和年老PBMC中的差异表达

      正如文献研究一样^{1}，年老PBMC中AGO2 mRNA表达水平的降低可能暗示了miRNA丰度的变化，作者对年轻和年老PBMC进行了miRNA微阵列分析。结果显示，在887个可检测的miRNA中，550个miRNA表达升高，而93个miRNA表达降低。12种可检测的let-7 miRNA中有7种在年老PBMC中下调。
为了确定成熟miRNA水平的波动是否是由于miRNA加工的变化，作者比较了来自RNA-seq数据中初级let-7家族miRNA的表达水平，并观察到在可检测的初级miRNAs中，let-7d和let-7g在年老PBMC中减少。


      最后，作者在HDF中检查了let-7家族miRNA的水平是否受AGO2调节。早期传代IMR-90 细胞中的AGO2敲降后，let-7b、let-7d-5p、let-7e-5p和let-7f-5p减少。另外，AGO2介导的衰老相关miRNA水平维持与衰老表型有关，作者观察到衰老相关β-半乳糖苷酶的活性在METTL3或METTL14敲除后增加。这些结果表明，AGO2 mRNA上的m6A修饰通过调节成熟miRNA的表达促进细胞衰老。




研究结论:
本研究揭示了mRNA甲基化对AGO2 mRNA丰度的作用，导致人类衰老过程中miRNA表达受到抑制。








参考文献：
Zamudio Jesse, R., Kelly Timothy, J., & Sharp Phillip, A. (2014). Argonaute-bound small RNAs from promoter-proximal RNA polymerase II. Cell, 156, 920–934.
Min KW, Zealy RW, Davila S, Fomin M, Cummings JC, Makowsky D, Mcdowell CH, Thigpen H, Hafner M, Kwon SH, Georgescu C, Wren JD, Yoon JH. Profiling of m6A RNA modifications identified an age-associated regulation of AGO2 mRNA stability. Aging Cell. 2018 Jun;17(3):e12753. doi: 10.1111/acel.12753. Epub 2018 Mar 23. PMID: 29573145; PMCID: PMC5946072.