METTL3基因在奶牛乳腺上皮细胞炎症反应中的表达及功能分析

摘要

【目的】探讨甲基转移酶样蛋白3(methyltransferase-like 3,METTL3)基因在奶牛乳腺上皮细胞（bovin mammary epithelial cells, bMECs）炎症反应中的表达及功能，为解析奶牛乳房炎分子调控机制奠定基础。【方法】采用生物信息学方法分析奶牛METTL3蛋白质的结构特征；采用50μg/mL的脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）构建bMECs炎症模型，在此基础上通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测LPS诱导不同时间点（0,3,6,12和24 h）炎症因子基因（IL-6和IL-8）及METTL3基因的表达水平，并利用CCK-8和RT-qPCR检测干扰METTL3基因后bMECs的细胞活力、炎症因子、细胞增殖及凋亡相关基因表达的变化。【结果】生物信息学分析结果表明，METTL3基因的开放阅读框（ORF）长度为1 743 bp，编码一个由580个氨基酸组成的蛋白质，该蛋白存在59个潜在的翻译后修饰位点，可能通过表观转录调控机制参与细胞炎症进程。在LPS诱导bMECs的不同时间点，IL-6和IL-8表达量随诱导时间延长而升高，于24 h达到表达峰值（P<0.01），表明成功建立了bMECs炎症模型。与0 h相比，METTL3在LPS刺激3,6,12和24 h的表达水平均极显著上调（P<0.01），其中6 h表达量最高，呈现炎症早期响应特征。在干扰METTL3表达后，bMECs内促炎因子IL-6的表达水平极显著下调（P<0.01）,IL-8显著下调（P<0.05）,IL-1β亦呈现下降趋势，细胞增殖基因CDK2、CDK4和PCNA的表达水平均极显著升高（P<0.01），而细胞凋亡基因CASP3、CASP9和BAX的表达水平均极显著降低（P<0.01）。干扰METTL3后，bMECs细胞活力显著升高（P<0.05）。【结论】METTL3通过加剧炎症反应、促进细胞凋亡并抑制细胞增殖而加重LPS诱导的bMECs炎症损伤，提示METTL3是调控奶牛乳腺炎进程的关键分子。

关键词

奶牛 / 奶牛乳腺上皮细胞 / 炎症反应 / METTL3