本研究由Xueying An、Rongliang Wang、Zhongyang Lv、Wenshu Wu、Ziying Sun、Rui Wu、Wenjin Yan、Qing Jiang和Xingquan Xu等作者共同完成，并于2024年发表在《Experimental & Molecular Medicine》期刊上。该研究聚焦于骨关节炎（Osteoarthritis, OA）的发病机制，特别是RNA的N6-甲基腺苷（m6A）修饰在OA中的作用。研究团队来自南京大学医学院附属南京鼓楼医院、南京大学医学院附属金陵医院等机构。

研究背景

骨关节炎（OA）是最常见的关节炎形式，其发病机制尚未完全阐明。近年来，表观遗传学研究表明，RNA的m6A修饰可能在OA的发病过程中起重要作用。m6A修饰是由m6A甲基转移酶（writers）、去甲基酶（erasers）和识别蛋白（readers）共同调控的。尽管已有研究表明m6A修饰在多种疾病中发挥作用，但在OA中的具体机制仍不明确。本研究旨在探讨m6A甲基转移酶WTAP（Wilms tumor 1-associated protein）在OA中的作用及其机制。

研究流程

研究分为多个步骤，涵盖了临床样本分析、动物模型实验、细胞实验以及分子机制探索。

1. 临床样本分析：研究团队收集了2020年至2021年间的人类关节组织样本，通过qRT-PCR和Western blotting检测了m6A相关基因的表达。结果显示，WTAP在OA软骨中的表达显著上调。

2. 动物模型实验：使用C57BL/6小鼠构建了OA模型，通过内侧半月板失稳（DMM）手术诱导OA表型。随后，小鼠被随机注射腺相关病毒（AAV）WTAP干扰病毒或对照病毒，观察WTAP对OA进展的影响。

3. 细胞实验：从人类软骨组织中分离出软骨细胞，并通过TNF-α诱导OA表型。通过转染WTAP过表达或敲低病毒，研究WTAP对软骨细胞表型的影响。实验包括qRT-PCR、Western blotting、免疫荧光染色、活性氧（ROS）检测等。

4. 分子机制探索：通过甲基化RNA免疫沉淀测序（MeRIP-seq）和RNA测序（RNA-seq）分析，研究团队发现Frzb（Frizzled-related protein）在OA软骨中的表达异常降低，且其m6A修饰水平显著升高。进一步实验表明，WTAP通过m6A修饰调控Frzb的表达，进而影响Wnt/β-catenin信号通路的激活。

主要结果

1. WTAP在OA软骨中的高表达：研究发现，WTAP是唯一在OA软骨中显著上调的m6A甲基转移酶。TNF-α诱导的软骨细胞模型中，WTAP的表达也显著增加。

2. WTAP对软骨细胞表型的影响：WTAP过表达加剧了软骨细胞的OA表型，表现为基质降解、炎症反应和氧化应激的增加。相反，WTAP敲低则减轻了这些表型。

3. Frzb的m6A修饰：MeRIP-seq和RNA-seq分析显示，Frzb在OA软骨中的m6A修饰水平显著升高，且其表达受到WTAP的调控。WTAP通过m6A修饰抑制Frzb的表达，进而激活Wnt/β-catenin信号通路。

4. WTAP在OA小鼠模型中的作用：在小鼠OA模型中，WTAP敲低显著减轻了软骨损伤和OA进展，而Wnt/β-catenin信号通路的激活剂SKL2001则逆转了这一保护作用。

结论

本研究揭示了WTAP依赖的RNA m6A修饰通过调控Frzb的表达，激活Wnt/β-catenin信号通路，从而加剧OA的进展。WTAP的过表达导致软骨基质降解、炎症反应和氧化应激的增加，而WTAP的敲低则显著减轻了这些表型。研究结果表明，WTAP可能成为OA治疗的潜在靶点。

研究亮点

1. WTAP在OA中的关键作用：首次揭示了WTAP在OA软骨中的高表达及其通过m6A修饰调控Frzb的机制。
2. Frzb/Wnt/β-catenin信号通路的调控：阐明了WTAP通过m6A修饰调控Frzb表达，进而影响Wnt/β-catenin信号通路的分子机制。
3. 潜在治疗靶点：WTAP的敲低在动物模型中显著减轻了OA的进展，表明WTAP可能成为OA治疗的潜在靶点。

研究意义

本研究不仅为OA的发病机制提供了新的分子机制解释，还为OA的治疗提供了潜在的新策略。通过调控WTAP依赖的m6A修饰，可能为OA的治疗开辟新的途径。