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FTO (fat mass and obesity associated)作为脂肪和能量代谢相关基因,其单核苷酸多态性不仅与肥胖症紧密相关,还和糖尿病、癌症等多种慢性疾病的发生发展相关。FTO过表达和敲除小鼠模型均显示该基因在脂肪积累、能量代谢等方面发挥着重要作用。体外生化试验发现加双氧酶FTO能够去除RNA上的6-甲基腺嘌呤(m6A)甲基基团修饰。但是FTO如何通过调控细胞内RNA上的m6A水平,进而影响肥胖相关代谢途径的具体调控机制仍不清楚。本论文以白色脂肪前体细胞3T3-L1为研究模型,通过建立的体外脂肪细胞分化系统,深入挖掘FTO介导下的m6A修饰和脂肪细胞分化之间的分子关联机制。在脂肪细胞分化过程中,FTO转录和蛋白表达水平逐渐下降,METTL3的表达量不变,而mRNA上m6A修饰的含量则逐渐上升。FTO缺失会抑制脂肪细胞分化,METTL3缺失促进脂肪细胞分化,但另一个m6A去甲基化酶ALKBH5却不存在该功能。过表达外源野生型FTO蛋白可以使脂肪细胞分化恢复到正常水平,但FTO蛋白酶活性位点突变体却不能。转录组数据结合n6A-Seq数据分析显示,FTO可调节多转录本基因的表达水平和mRNA的剪接形式。分化各时期的m6A修饰以及FTO介导下的m6A修饰在5’和3’剪接位点相邻的外显子区域显著富集。并且这些m6A修饰位点与mRNA剪接调节因子SRSF1、 SRSF2识别的剪接增强元件(ESE)结合序列具有空间位置重叠关系,而SRSF3和SRSF4,以及hnRNPC/H的结合序列却不存在该种现象。FTO缺失引起的靶基因转录本m6A水平升高,可增加SRSF2蛋白对RNA的结合能力,进而提高基因特定外显子的保留水平。而METTL3缺失可导致相反结果。其中,FTO缺失促进脂肪转录相关因子RUNX1T1第六个外显子的跳跃,而METTL3的缺失可促进该外显子的保留。含有第六个外显子的RUNX1T1基因表达产物可抑制脂肪细胞分化,而缺失该外显子的RUNX1T1转录本可促进脂肪细胞分化。与FTO在分化过程中含量逐渐降低一致,缺失第六个外显子的RUNX1T1转录本在脂肪细胞分化过程中的含量也呈下低趋势。这表明调节脂肪细胞分化重要作用因子RUNX1T1,其在FTO介导下mRNA上的m6A水平对该基因的剪接状态具有重要影响。综上所述,FTO依赖的m6A去甲基化作用能够通过促进剪切作用因子SRSF2对RNA的结合能力,增加SRSF2靶基因的外显子保留,从而调控脂肪细胞的分化。本论文阐明了m6A修饰可作为一种崭新的顺式作用元件影响mRNA的可变剪接过程。为后续深入研究FTO对肥胖症的发生发展提供了重要线索,同时也为m6A甲基化修饰表观转录组学增添了新的重要依据。