N6-甲基腺嘌呤修饰在卵子发生及早期胚胎发育中的调控作用.pdf

310.D0I:10.12280/gjszjk.20230089N6-甲基腺嘌呤修饰在卵子发生及早期胚胎发育中的调控作用国际生殖健康/计划生育杂志2 0 2 3年7 月第42 卷第4期JIntReprodHealth/FamPlan，Ju l y 2 0 2 3,Vo l.42,No.4综述闻鑫，赵晓丽，栾祖乾,高娜，董融,夏天【摘要】N6-甲基腺嘌呤（N-methyladenosine,mA）是指RNA腺苷第6 位氮（N)原子的甲基化修饰，是哺乳动物mRNA中最为丰富的表观转录组学修饰。mA依赖于甲基转移酶（Writer）、去甲基化转移酶(Eraser）和mA结合蛋白(Reader)的共同调控作用。诸多研究表明mA及其调节酶几乎存在于各个发育阶段的卵泡及早期胚胎组织中，凭借其动态、可逆、敏感的特性广泛地参与mRNA的代谢过程，在转录后水平调控卵子发生，早期胚胎的核重编程、谱系分化、种植以及妊娠维持,在很大程度上决定了女性的生育能力和妊娠结局,并有望成为诸多生殖障碍相关疾病的诊断、预后标志物以及新的治疗靶点。【关键词】RNA,信使；卵子发生；胚胎发育；甲基化;N6-甲基腺嘌呤Regulatory Role of Ne-Methyladenosine Modification in Oogenesis and Early Embryonic DevelopmentWEN Xin,ZHAO Xiao-li,LUAN Zu-qian,GAO Na,DONG Rong,XIA Tian.First Teaching Hospital of TianjinUniversity of Tranditional Chinese Medicine,National Clinical Research Center for Chinese Medicine Acupunctureand Moxibustion,Tianjin 300193,ChinaCorresponding author:XIA Tian,E-mail:Abstract)Ne-methyladenosine(mA)refers to the methylation modification at the N position of adenosinein RNA,which is the most abundant epitranscriptomic modification in mammalian mRNA.mA depends on theco-regulatory effects of methyltransferase(Writer),demethylase(Eraser)and mA binding protein(Reader).Numerous studies have shown that mA and its regulatory enzymes are present in the follicles and early embryonictissues at all development stages,and that mA is extensively involved in the mRNA metabolic processes by virtueof their dynamic,reversible and sensitive properties.Therefore,mA participates in the regulation of oogenesis,nuclear reprogramming,lineage differentiation,implantation,and gestation maintenance of early embryos at thepost-transcriptional level.Because mA is largely related to female fertility and pregnancy outcome,mA may be anew marker of diagnosis and prognosis of many reproductive diseases,or a potential therapeutic target.Keywords RNA,messenger;Oogenesis;Embryonic development;Methylation;N6-methyladenosine(J Int Reprod Health/Fam Plan,2023,42:310-316)作为哺乳动物RNA中最常见的转录后修饰，N6-甲基腺嘌呤(N-methyladenosine,mA)于2 0 世纪70年代首次被发现，近期随着高通量测序的发展，mA成为生物医学领域的研究热点。通过参与RNA代谢的每一个阶段，,包括翻译、出核、剪接与衰变，mA在细胞增殖、分化、代谢等多种生物学过程中发挥重要作用。早期mA相关研究多集中于肿瘤和心血管领域,最近其在生殖过程中的调控作用也备受瞩目。本文重点论述mRNA上的mA修饰在卵子发生、胚胎发生及发育过程中动态、可逆的时空调控作用，旨在为mA修饰在生殖领域的基础研究与临床应用提供理论依据和技术支撑，对于建立一个基于基金项目：天津市教委科研计划项目（2 0 19KJ054）作者单位：30 0 193天津中医药大学第一附属医院，国家中医针灸临床医学研究中心通信作者：夏天,E-mail：x i a t i a n 7 6 16 3.c o m审校者卵子质量、胚胎植人能力和发育潜能、子宫内膜容受性的生殖结局评估体系，挖掘生殖障碍相关疾病的分子标志物以及有效的早诊断及干预策略具有重要意义。1mRNA mA修饰的概述mA修饰位点大多分布在GAmACA/C/U保守序列上，并富集于mRNA的终止密码子、3-非翻译区(3-non-translational region,3-UTR)或非编码RNA中的长外显子区。由甲基转移酶“Writer负责将mA修饰添加到RNA上；去甲基化转移酶“Eraser介导mA修饰的去除;mA结合蛋白“Reader识别并介导RNA的翻译、降解、剪接等代谢活动。其中，mAWriter是一个主要由甲基转移酶样3(methyltransferase like 3,METTL3)、M ET T L14,W i l m s肿瘤抑制因子1相关蛋白（Wilmstumor1-associatingprotein,WTAP)、病毒样mA甲基转移酶相关蛋白国际生殖健康/计划生育杂志2 0 2 3年7 月第42 卷第4期JIntReprodHealth/FamPlan,July2023,Vol.42,No.4(vir like mA methyltransferase associated protein,VIRMA/KIAA1429）等组成的甲基转移酶复合体(mA-METTLcomplex,MTC)2。m A Er a s e r 包括肥胖相关蛋白(fat mass and obesity associated protein,FTO)和AlkB同源蛋白5（AlkB homologue 5,ALKBH5)3。mAReader包括具有YT521-B同源（YTH)结构域的YTHDC1-2、YT H D F1-3，以及不含YTH结构域的核内不均一核糖核蛋白（heterogeneous nuclearribonucleoproteins,hnRNP）家族成员HNRNPA2B1、HNRNPC和HNRNPG，以及胰岛素样生长因子2mRNA结合蛋白1-3(insulin-like growth factor 2mRNAbinding protein 1-3,IGF2BP1-3)等3。2mRNAmA修饰参与卵子发生卵子发生始于胚胎期,卵原细胞经历数次有丝分裂增殖后,启动减数第一次分裂,由此形成的初级卵母细胞在出生后停滞于减数第一次分裂前期（m e i o t i c p r o p h a s e I，M PI）的双线期，即生发泡(germinal vesicle,GV)期,并与其周围的单层扁平颗粒细胞(granulosa cells)共同构成原始卵泡4-5。青春期后，部分原始卵泡被募集到生长卵泡期，该阶段以卵母细胞生长和颗粒细胞增殖为特征。在激素和细胞外信号的刺激下，优势卵泡的卵母细胞恢复减数分裂，生发泡破裂（CVbreakdown）,排出第一极体，排卵后停滞于减数第二次分裂中期（MI）。母源mRNA在卵母细胞的生长阶段大量合成并积累，在完全成熟的GV期卵母细胞中转录关闭6-7 ,故其在转录后水平的精确调控对卵母细胞成熟至关重要8。mA修饰通过调控mRNA的转录、可变剪接、降解等代谢活动参与调控卵子发生的各个阶段。2.1mRNA mA修饰调控卵母细胞减数第一次分裂的启动和阻滞减数第一次分裂的适时启动和阻滞是调节有丝分裂向减数分裂顺利过渡的前提。据报道，mAReaderYTHDC2在转录后水平抑制有丝分裂相关基因的表达，是减数分裂适时启动的关键调控因子,并在卵原细胞减数分裂期间表达升高，通过调控卵母细胞减数第一次分裂的启动和阻滞，在卵子发生的过程中具有重要的调控作用9。Bailey等10 研究表明,Ythdc2缺陷的胚胎期雌鼠卵母细胞仅少量正常启动减数分裂，而多数停滞在有丝分裂中期并持续表达G1期有丝分裂标志物细胞周期蛋白D1（Cy c l i n D 1）,且减数分裂相关蛋白DMC1表达缺陷,染色质浓缩异常。出生后雌鼠的卵巢中卵泡数量显著减少，并在成年后表现为子宫壁薄、卵巢311体积小、卵泡成熟障碍及不孕。Wojtas等报道，Ythdc2-突变雌鼠的卵巢高度萎缩，卵原细胞的减数分裂启动和进展受阻，发生调亡，导致雌性不育。此外，多项研究表明YTHDC2可与减数分裂特异性蛋白MEIOC的卷曲螺旋结构域结合，形成YTHDC2-MEIOC复合物，通过调节有丝分裂及减数分裂相关转录本的稳定性和翻译效率,对维持MPI阶段减数分裂阻滞、防止减数分裂提前至关重要12-15。另有研究报道，在YTHDC2-MEIOC复合物作用缺失的条件下,卵母细胞可以启动MPI，但进展至细线期和偶线期，便过早地退出MPI并进人异常的减数第一次分裂中期（MI）,发生染色体重组和分离缺陷，呈异常的单价体而非二价体，且持续表达有丝分裂周期蛋白CCNA2,并在成年后大量调亡。最新的一项基于人类胚胎卵巢组织的分析表明,YTHDC2错义突变与不明原因早发性卵巢功能不全的病理发生密切相关9。2.2mRNAmA修饰参与GV期卵母细胞发育颗粒细胞通过缝隙连接和旁分泌的形式建立与卵母细胞的双向交流，研究表明颗粒细胞中mA修饰介导的mRNA代谢对GV期卵母细胞质量和发育潜能具有重要的调控作用。颗粒细胞中胰岛素抵抗与多囊卵巢综合征(polycystic ovarian syndrome,PCOS)的发病机制密切相关。正常排卵女性的颗粒细胞中，YTHDF2介导的mA修饰可诱导叉头框蛋白0 3(forkhead boxO3,FOXO3)mRNA的降解，而PCOS患者颗粒细胞中FOX03mRNA对mA修饰不敏感，呈异常的低甲基化水平，转录本降解失败,FOXO3mRNA水平异常升高16 ,进而导致PCOS患者颗粒细胞中胰岛素信号转导缺陷以及胰岛素抵抗 7。Zhou等18 发现PCOS患者颗粒细胞中过表达的FTO可通过靶向降低脂筱结构蛋白2(Flotllin2,FLOT2)mRNA上mA修饰的水平，增强其转录本的稳定性和表达量,进而促进颗粒细胞增殖,抑制胰岛素诱导的葡萄糖转运体4(glucose transporter 4,GLUT4)转运,导致胰岛素抵抗和排卵障碍性不孕。此外,FLOT2的缺失可削弱FTO过表达对颗粒细胞调亡和增殖的抑制和促进作用，有效缓解胰岛素抵抗，提示FTO/FLOT2信号通路在PCOS病理机制及治疗靶点中的重要意义。在卵巢衰老过程中,活性氧（reactive oxygen species,ROS)的积累导致颗粒细胞中FTO的表达下降,进而导致衰老相关因子FOSmRNA3-UTR区的mA含量增加,FOSmRNA降解受阻,转录增加,造成颗粒细胞相关的卵巢衰老，提示mA介导的FTO/FOS信号通312.路参与卵巢衰老的病理进展9。目前,mA修饰在颗粒细胞和卵母细胞中的研究都是基于临床样本的差异表达分析和修饰位点分析，后续研究应在细胞和动物水平上进行机制研究和验证。2.31mRNAmA修饰参与卵母细胞减数分裂成熟卵母细胞减数分裂恢复以生发泡破裂为标志，第一极体排出标志减数分裂成熟。卵母细胞的减数分裂成熟依赖于生长阶段储存的母源mRNA的聚腺苷酸化和翻译激活。mAReaderYTHDC1被证明可通过与前信使RNA（p r e-m RNA)3 末端的加工因子剪切和聚腺苷酸化特异因子6（cleavage andpolyadenylation specificity factor 6,CPSF6）以及富含丝氨酸和精氨酸的可变剪接因子3（serine/arginine-rich splicing factor 3,SRSF3）、SRSF7 相互作用,调控聚腺苷酸化位点的选择,决定3-UTR的长度,进而影响转录本的翻译效率、稳定性和定位2 0 。Kasowitz等2 发现Ythdc1在雌鼠卵母细胞中的特异性失活引起了广泛的选择性聚腺苷酸化和可变剪接缺陷，胞质中出现了大量由RNA代谢异常而引起的大RNA颗粒，并最终导致初级卵母细胞减数分裂恢复失败和不孕。此外，GV期卵母细胞经历生发泡破裂需要完成从转录活跃的非包围核仁（non-surroundednucleolus,NSN）型到转录沉默的包围核仁（s u r r o u n d e d n u c le o lu s,SN)型的染色质构型转变，以获取更高的减数分裂恢复能力。据报道，mAWriterKIAA1429介导的mA修饰通过影响染色质构型以及卵子发生相关基因的RNA代谢调控卵母细胞的减数分裂恢复能力和发育潜能。Kiaa1429的缺失降低了卵母细胞的mA水平，卵子发生相关基因出现外显子跳跃和可变剪接缺陷，染色质构型未能转变为SN型，生发泡破裂发生率和第一极体排出率显著降低，减数分裂恢复失败，导致卵泡发育缺陷以及不孕症2 。Mu等8 报道METTL3介导的mA修饰可被mAReaderIGF2BP3识别,这两种mA调控蛋白协同增强GV期母源mRNA尤其是减数分裂成熟相关因子Itsn2转录本的稳定性，对卵母细胞减数分裂恢复至关重要。卵母细胞中Mettl3失活导致IGF2BP3无法识别Itsn2mRNA，引起Itsn2mRNA降解，生发泡破裂受阻，减数分裂成熟障碍，次级卵泡中出现的大量DNA双链断裂标志着卵母细胞发生凋亡。另有研究表明猪卵母细胞减数分裂成熟期间，卵母细胞胞质中mA及其调节因子METTL3、W T A P和FTO的表达水平显著增加。在卵母细胞体外成熟过程中，使用甲基化抑制剂环亮氨酸干预卵丘-卵母细胞复合体国际生殖健康/计划生育杂志2 0 2 3年7 月第42 卷第4期JIntReprodHealth/FamPlan，Ju l y 2 0 2 3,Vo l.42,No.4(cumulus-oocyte complex,Coc),显著降低了胞质中的mA水平，通过下调多能性标志物Lin28mRNA的丰度干扰成熟促进因子（maturation-promotingfactor,MPF)信号通路，导致纺锤体形态异常和染色体错位比例增加，卵母细胞生发泡破裂率显著降低，卵子发生受阻2 3。关于mA修饰调控卵母细胞减数分裂成熟的相关研究仅限于基础的实验研究，需要更多的临床研究进一步验证其在卵子发生中的作用。2.4mRNAmA修饰作用于MI期卵母细胞并调控排卵在卵母细胞减数分裂成熟过程中，约有20%的母源性mRNA降解,M期转录组的相对变化是决定卵母细胞发育潜能的重要因素。mA修饰被证实可通过介导母源mRNA的降解以及纺锤体组装调控MI期卵母细胞的发育及排卵。Ivanova等2 4 发现在卵泡发育过程中,mAReaderYTHDF2在卵母细胞和颗粒细胞中均有表达，调节卵母细胞成熟过程中转录本剂量对于产生能够维持早期胚胎发育的MI期卵母细胞至关重要。Ythdf2基因敲除的雌性小鼠虽然能够正常排卵，并产生正常数量的MI期卵母细胞，但却表现为不孕。研究表明,Ythdf2缺失导致卵母细胞成熟过程中母体转录组处理错误,Ythdf2靶向的mRNA降解受阻，卵母细胞发育潜能降低。Sui等7 报道mAWriterMETTL3在MI期卵母细胞中呈高表达,通过介导mA甲基化修饰调节纺锤体组装和M期卵母细胞的母源mRNA降解。完全成熟的GV期卵母细胞中特异性敲降Mettl3导致mA水平及卵母细胞中整体mRNA的翻译效率降低，尤其是与纺锤体形成和染色体聚集相关的基因，如Cltc、Pc n t、Sp d l-1和Msy2，出现大量由纺锤体异常和染色体分离缺陷导致的非整倍体卵母细胞。3mRNA mA修饰参与早期胚胎的发育和种植由于从成熟的GV期卵母细胞至4-8 细胞期胚胎,基因组始终处于转录沉默状态,早期胚胎发育依赖于卵母细胞生长阶段所积累的母源mRNA及蛋白产物。随后母源mRNA逐渐降解，合子基因组激活（z y g o t i c g e n o m e a c t i v a t i o n,ZG A）以指导后续的胚胎发育，这种从母体到子代的发育调控权转变被称为母源到合子的过渡（maternal-to-zygotic transition，MZT)。ZG A 后,在桑葚胚期谱系分化形成的滋养外胚层和内细胞团经过不对称分裂形成囊胚腔2 5。囊胚期，内细胞团进一步分化形成原始内胚层和外胚层。随后，通过母胎界面交流依次完成定位、黏附、国际生殖健康/计划生育杂志2 0 2 3年7 月第42 卷第4期JIntReprodHealth/FamPlan,July2023,Vol.42,No.4侵袭。在着床后阶段,外胚层分化形成三胚层结构并最终发育为整个胎儿。来源于植人前胚胎内细胞团的胚胎干细胞（embryonic stem cell）处于“原始(naive)的多能状态；来源于植入后胚胎外胚层的外胚层干细胞(epiblast stem cell)代表分化准备更充分的“始发(primed)多能状态。胚胎的谱系分化伴随着 naive多能性标志物（Nanog、K l f 2、K i f 4、Re x l等）下调，primed多能性标志物（Otx2、So x 3、W n t 3、Fgf5等）上调。成功的妊娠取决于植人前MZT与ZGA的顺利进行以及囊胚的形成，着床后外胚层的谱系分化成熟、子宫内膜容受态的建立和妊娠维持，需要一系列精确的细胞行为协调完成,mRNAmA凭借其动态、可逆且高度敏感的特性，在转录后水平通过调控mRNA代谢,加速细胞命运转变，在早期胚胎发育过程中发挥着类似于“超敏感开关”的作用。3.1mRNA mA修饰参与调控MZT与ZGA作为受精后胚胎发育的关键过渡，MZT由母体mRNA的清除和ZGA的启动相互协调促进完成。MZT或ZGA受阻可导致胚胎发育阻滞和妊娠失败,基于母源性条件性敲除(maternal conditionaldeletion，m CK O)技术的实验研究表明，卵母细胞中异常的mA修饰会以表观转录组调节的形式影响早期胚胎发育。何川课题组最早于2 0 17 年提出YTHDF2相关的mA修饰介导斑马鱼胚胎MZT进程中的母源mRNA降解，Ythdf2缺失导致ZGA启动延迟以及早期胚胎发育缺陷2 。此后，研究者通过哺乳动物证实YTHDF2是产生能够维持早期合子发育的卵母细胞的决定因素。Ythdf2 mCKO小鼠可以正常排卵、受精并排出第二极体，却不能维持胚胎发育至2-细胞期，出现微核、无核等各种胞质分裂缺陷的表型，导致雌性不孕2 4。Deng等7 报道了YTHDF2在ZGA阶段表达增加，通过募集脱腺苷酸酶(CNOT1、CNO T 11)和mRNA脱帽酶(DCP1A、D C P2)介导母源mRNA的清除。敲除受精卵中的Ythdf2导致CNOT1、CNO T 11、DCP1A、D C P2 表达降低,8-细胞期胚胎中母体mRNA衰变受阻，囊胚率降低。Sui等7 发现mAWriterMETTL3在植人前胚胎中高表达。Mettl3在GV期卵母细胞中的特异性敲除通过阻碍M期母源mRNA降解导致2-细胞期胚胎的整体转录活性降低,ZGA启动受阻，胚胎发育停滞。Liu等2 8 报道mAReaderIGF2BP2在早期胚胎中高度表达，母源性Igf2bp2敲除导致ZGA过程中RNA和蛋白质的合成异常，尤其是早期胚胎发育能力的调控因子Ccar1和Rps14表达降低，表现为2-细胞期胚胎发育停滞，伴有形态异313常以及早期胚胎死亡。此外，补充胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor 2,IGF2,IGF2BP2的靶点）可有效改善2-细胞期停滞的胚胎发育的能力，提高囊胚形成率。3.2mRNA mA修饰参与囊胚的形成胚胎多能干细胞的第一次谱系分化决定了囊胚的形成,mA修饰可通过调控多能性转录因子、细胞周期调节蛋白以及自噬相关基因的表达介导胚胎谱系分化和囊胚的形成。Choi等2 9 首次证明mAReaderhnRNPA2/B1表达于未分化的人胚胎干细胞（humanembryonicstem cells,hESC)中,并随着分化的进展下调,通过控制G1/S转换维持hESC自我更新和多能性。hnRNPA2/B1的缺失一方面通过抑制多能性转录因子Oct4、Na n o g 和Sox2的表达，促进外胚层分化相关基因Foxa2、G a t a 6、K d r/Fl k 1和Nes的表达，导致hESC多能性受损并呈分化表型，上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transformation,EMT)进程加速；另一方面通过在细胞分化前诱导CyclinD1、CyclinE和Cdc25A降解，导致细胞周期的GO/G1阶段受阻,hESC增殖受抑制。Kwon等30 报道，hnRNPA2/B1的基因敲除导致4-细胞期胚胎发育迟缓,通过下调多能性标志物Oct4、So x 2 和分化标志物Gata4,导致内细胞团的形成和分化受损，囊胚的数量和质量均下降。Cao等3 发现,METTL3介导的mA修饰可通过在转录后水平负向调节自噬调节因子Atg5转录本的稳定性来抑制滋养外胚层细胞的自噬活性，对于维持囊胚发育过程中滋养外胚层的自噬平衡和桑葚胚向囊胚的转化至关重要。敲低或过表达Metl3分别导致Atg5和自噬水平异常增高和降低，均对囊胚的谱系分化和发育造成了不利影响。其中,由Mettl3敲低导致的高水平自噬所引起的滋养外胚层谱系分化受损和囊胚发育停滞可以通过自噬抑制剂得到部分缓解。3.3mRNAmA修饰参与植入后胚胎的发育植入后胚胎发育主要涉及外胚层分化，mA修饰可通过介导“naive及“primed多能标志物的表达在此过程中发挥重要的调控作用。Meng等32 研究表明，Mettl14缺失导致mA水平下降，可变剪接受损，胚胎中“naive”多能性标志物（KIf2、K i f 4）表达升高、“primed多能性标志物（Dnmt3b、W n t 3）表达降低，外胚层分化受阻，最终导致植人后胚胎生长迟缓以及早期胚胎死亡。另有研究报道,METTL3或METTL14敲降所引起的低水平mA导致HuR(humanantigenR)RNA与发育相关转录本的结合增强,进而314.增强其稳定性和表达量，诱导小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells,mESC)分化,伴随多能性因子下调,mESC自我更新能力受损，细胞增殖率下降3。mAWriterMETTL3被证实可介导Janus激酶2(Januskinase2,JAK2)和细胞因子信号抑制因子3(suppressor of cytokine signaling 3,SOSC3）的表达，从而激活STAT3-KLF4-SOX2信号通路，是维持干细胞自我更新和多能性的关键调控因子。机制上,mAReaderYTHDF1和YTHDF2可以分别识别Jak2和Socs3转录本中mA的修饰，进而分别促进Jak2mRNA的翻译和Socs3mRNA的降解。然而,METTL3敲除导致的低水平mA通过阻断该机制干扰了JAK2和SOCS3的表达，抑制了JAK2-STAT3通路的激活及其下游多功能转录因子Klf4和Sox2的表达，并最终导致诱导多能干细胞（pluripotent stemcells,piPSC）自我更新受损和分化启动34。与mA促进胚胎干细胞维持多能状态结论相反的是,Batista等35 认为mA是干细胞向特定谱系分化的诱导因子。Mettl3介导的mA可在分化过程中选择性地修饰多能性相关基因并促进其降解,这对胚胎干细胞及时退出多能状态并顺利启动分化程序至关重要。Metl3失活通过降低Nanog基因上的mA修饰促进其转录本的表达，导致胚胎干细胞的自我更新和增殖增强、分化受阻。而Geula等36 研究表明,在不同的多能状态下，Mettl3敲除介导的mA清除会产生截然相反的效应。在原始态的胚胎干细胞中,Mettl3缺失会耗竭Esrrb和Nanog等“naive转录本上的mA修饰并使其持续高表达，造成谱系分化受阻以及早期胚胎致死；而植人后外胚层中处于始发态的外胚层干细胞中，Mettl3缺失会促进已经高度表达的谱系分化因子的表达并抑制多能性相关基因的表达，使外胚层干细胞的自我更新受抑制、分化增强。这种看似矛盾的效应可能是因为mA的缺失会增加甲基化转录本的半衰期和稳定性，从而促进已表达的优势基因的表达。3.4mRNAmA修饰参与子宫内膜容受性及妊娠的维持在胚胎发育正常的情况下，子宫内膜容受态的建立是妊娠成功的必要条件，多项研究表明异常的mA修饰与反复种植失败、流产等不良妊娠结局密切相关。反复种植失败的女性分泌中期子宫内膜组织中mA甲基化和Mettl3表达水平显著升高。体外胚胎种植模型证实，过表达的METTL3介导子宫内膜容受性标志物同源框A10（h o m e o b o x A 10，HOXA10)mRNA的mA修饰并促进其降解，低水平国际生殖健康/计划生育杂志2 0 2 3年7 月第42 卷第4期JIntReprodHealth/FamPlan,July2023,Vol.42,No.4的Hoxa10进一步导致下游的整合素3(integrin3，ITG3）表达降低、空通气孔同源框2(empty spiracleshomeobox2,EMX2)表达增加,胚胎黏附率显著降低37 ,提示METTL3可作为临床中反复种植失败的诊断标志物。自发性流产患者绒毛中低水平的FTO可通过诱导人类白细胞抗原-G、血管内皮生长因子和基质金属蛋白酶9基因的高甲基化水平，干扰胚胎种植过程中母胎界面的免疫耐受建立、滋养细胞侵袭以及血管生成38 。复发性流产患者绒毛膜组织中高表达的ALKBH5通过降低mRNAmA修饰，负调控迁移调节因子富半胱氨酸6 1(cysteine-rich61,CYR61）mRNA的稳定性,进而抑制滋养细胞侵袭39。Guo等40 的研究表明子痫前期患者胎盘中高水平的ALKBH5可通过降低过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor gamma,PPAR)mRNA中的mA修饰，增强PPARGmRNA的稳定性和翻译水平。ALKBH5沉默促进PPARGmRNAmA修饰，从而诱导组蛋白H3K9去甲基化酶KDM3B介导的活化白细胞黏附分子（activatedleukocyte cell adhesion molecule,ALCAM）的去甲基化修饰，进而激活Wnt/-catenin通路，增加滋养细胞增殖、迁移和波形蛋白水平，抑制细胞调亡、氧化应激和内啡肽以及E-cadherin蛋白的水平，改善子痫前期样的临床症状。目前,mA在生殖障碍性疾病的研究数量和深度都十分有限，呕需更多设计严谨的基础和临床研究为发展基于子宫内膜容受性分子标记的妊娠结局评估体系提供理论依据。4结语与展望mA修饰通过调节mRNA的剪接、翻译和降解等生物学过程，以一种“发育开关”的形式参与哺乳动物卵子发生以及早期胚胎发育过程中植人前阶段的MZT、囊胚形成和植人后阶段的外胚层谱系分化和子宫内膜容受态的建立，对于生殖结局具有重要的调控作用。此外,mA还参与PCOS、早发性卵巢功能不全、不孕症、反复种植失败、子痫前期等生殖障碍性疾病的病理生理进程，可作为疾病的诊断标志物和新的治疗靶点，对于完善临床诊疗决策，解决生育难题具有重要意义。基于目前mA调控卵子发生及早期胚胎发育的研究进展，以下几个问题和建议值得我们思考和探索：多项研究提示mA可作为生殖障碍性疾病的无创性诊断及预后标志物，但针对生物标志物的敏感度和特异度研究很少；对于mAReader在卵子国际生殖健康/计划生育杂志2 0 2 3年7 月第42 卷第4期JIntReprodHealth/FamPlan，Ju l y 2 0 2 3,Vo l.42,No.4发生及胚胎发育的调控机制研究,应进一步明确其所识别的mA修饰是由何种mAWriter介导的，以便构建mA调节因子在生殖领域的调控网络；由于技术瓶颈和伦理限制，mA在生殖领域的研究尚处于起步阶段，且大部分研究都是围绕动物实验展开的，需要更多的基于人类生殖组织的基础与临床实验去探索并验证,或借助胚胎干细胞诱导生殖细胞构建人类生殖体外发育的替代模型，为生殖障碍性疾病的病理机制的探索、生物学指标挖掘和治疗策略制定提供更多的价值；对于基于基因测序分析、差异表达分析和修饰位点分析的研究，后续应在细胞和分子水平上展开相应的功能表型和作用机制探索，以揭示mA在生殖障碍性疾病发生和发展中所发挥的具体作用；注重从基础到临床、从分子到细胞再到整体的多层次、协同的研究模式，在分子、细胞和模式动物整体水平研究生殖障碍性疾病发生发展的分子机制,在临床中进一步为疾病的预防、早期诊断和治疗提供有效方法和靶点。参考文献1Han B,Yan S,Wei S,et al.YTHDF1-mediated translationamplifies Wnt-driven intestinal stemnessJJ.EMBO Rep,2020,21(4):e49229.doi:10.15252/embr.201949229.2 Lence T,Paolantoni C,Worpenberg L,et al.Mechanistic insightsinto mA RNA enzymes J.Biochim Biophys Acta Gene RegulMech,2019,1862(3):222-229.doi:10.1016/j.bbagrm.2018.10.014.3 Huang H,Weng H,Chen J.mA Modification in Coding and Non-coding RNAs:Roles and Therapeutic Implications in Cancer J.Cancer Cell,2020,37(3):270-288.doi:10.1016/j.ccell.2020.02.004.4Wang X,Pepling ME.Regulation of Meiotic Prophase One inMammalian Oocytes J.Front Cell Dev Biol,2021,9:667306.doi:10.3389/fcell.2021.667306.5 Llonch S,Barragan M,Nieto P,et al.Single human oocytetranscriptome analysis reveals distinct maturation stage-dependentpathways impacted by ageJ.Aging Cell,2021,20(5):e13360.doi:10.1111/acel.13360.6Sha QQ,Zhang J,Fan HY.A story of birth and death:mRNAtranslation and clearance at the onset of maternal-to-zygotictransition in mammalsJ.Biol Reprod,2019,101(3):579-590.doi:10.1093/biolre/ioz012.7Sui X,Hu Y,Ren C,et al.METTL3-mediated mA is required formurine oocyte maturation and maternal-to-zygotic transition.Cell Cycle,2020,19(4):391-404.doi:10.1080/15384101.2019.1711324.8 Mu H,Zhang T,Yang Y,et al.METTL3-mediated mRNA N6-methyladenosine is required for oocyte and follicle development inmiceJ.Cell Death Dis,2021,12(11):989.doi:10.1038/s41419-021-04272-9.315.9McGlacken-Byrne SM,Del Valle I,Quesne Stabej PL,et al.Pathoge nic variants in the human mA reader YTHDC2 areassociated with primary ovarian insufficiencyJJ.JCI Insight,2022,7(5):e154671.doi:10.1172/jci.insight.154671.10 Bailey AS,Batista PJ,Gold RS,et al.The conserved RNA helicaseYTHDC2 regulates the transition from proliferation todifferentiation in the germlineJj,Elife,2017,6:e26116.doi:10.7554/eLife.26116.11 Wojtas MN,Pandey RR,Mendel M,et al.Regulation of mATranscripts by the 3-5 RNA Helicase YTHDC2 Is Essential fora Successful Meiotic Program in the Mammalian Germline J.MolCell,2017,68(2):374-387.e12.doi:10.1016/j.molcel.2017.09.021.12 Abby E,Tourpin S,Ribeiro J,et al.Implementation of meiosisprophase I programme requires a conserved retinoid-independentstabilizer of meiotic transcripts J.Nat Commun,2016,7:10324.doi:10.1038/ncomms10324.13 Hsu PJ,Zhu Y,Ma H,et al.Ythdc2 is an N6-methyladenosinebinding protein that regulates mammalian spermatogenesis J.CellRes,2017,2