11分用户文章:m6A调控黑磷量子点诱导细胞铁死亡 | m6A专题

转载自：MaterialsViews

黑磷量子点(Black Phosphorus Quantum Dots, BPQDs)是一种新型0维纳米材料，由于其优异的物理、化学和生物性能，在电子、能源和生物医学等领域具有广泛应用前景，其生物安全性也越来越受关注。前期研究发现BPQDs暴露可诱导肺细胞发生氧化应激、细胞周期阻滞以及细胞器损伤等(DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.122875)，但具体调控机制仍不清楚。

铁死亡(Ferroptosis)是一种新型调节性细胞死亡形式，生物学特征主要有依赖于亚铁离子的细胞膜脂质过氧化发生、GPX4表达下降、GSH含量降低以及线粒体皱缩等。铁死亡是否参与黑磷材料诱导的细胞损伤仍不清楚。RNA修饰，特别是最丰富的RNA m6A甲基化修饰，在基因表达中起着至关重要的作用，可以通过调节RNA加工、成熟、翻译、运输、降解等控制发育、生殖、代谢、免疫以及细胞命运等生物学过程，其在纳米材料毒性调控中作用以及生物安全性评估中的潜在应用值得研究。

     近日，厦门大学生命科学学院左正宏教授、何承勇副教授团队研究发现BPQDs通过降低去甲基化酶ALKBH5表达而促进铁死亡相关基因mRNA m6A修饰，后者被YTHDF2识别并发生降解，最终诱导铁死亡。本研究为纳米材料生物安全性评估提供了一种新思路和新指标，对于纳米材料安全性评价和纳米毒理学领域发展具有重要意义。

    该研究首先利用3种肺细胞筛查了多种量子点材料，发现BPQDs暴露可显著增加肺细胞中的RNA m6A甲基化总体水平，并下调了去甲基化酶ALKBH5的蛋白表达。进一步，采用RNA m6A表观转录组和转录组联合分析发现，BPQDs暴露影响肺细胞中脂质过氧化、细胞硒离子反应、脂肪酸代谢和线粒体功能等生物途径，提示BPQDs可能导致肺细胞发生铁死亡。继而，生化实验发现BPQDs暴露导致细胞脂质过氧化、GSH耗竭、铁过载和GPX4表达下调，进一步证实BPQDs诱导肺细胞铁死亡发生。研究人员还通过干预ALKBH5表达证实了RNA m6A甲基化修饰参与调控铁死亡发生。该研究阐明了BPQDs经RNA m6A甲基化修饰调控细胞铁死亡的分子机制，为进一步了解BPQDs的生物学安全性提供了新的认知，为开发优化更为安全的纳米材料提供科学依据。

主要的亮点：

1. BPQDs通过RNA m6A甲基化修饰调控多种生物学效应；

2. 创新性发现RNA m6A甲基化修饰可调控铁死亡发生；

3. RNA m6A甲基化修饰可作为评估纳米材料生物安全性的新策略。

      该研究工作第一作者为厦门大学生命科学学院博士研究生阮锋凯、曾洁和硕士研究生尹涵颖，通讯作者为厦门大学生命科学学院左正宏教授、何承勇副教授。相关研究以“RNA m6A Modification Alteration by Black Phosphorus Quantum Dots Regulates Cell Ferroptosis: Implications for Nanotoxicological Assessment”为题发表在Small Methods 期刊（DOI：10.1002/smtd.202001045），该研究工作得到了国家自然科学基金项目(32071301、31971234)和厦门大学校长基金项目(20720180045)的支持。

相关阅读

点击下方图片进入云平台资料汇总：

所见即所得，figure有bi格

联川云平台，让科研更自由