N6- 甲基腺 嘌呤 （ m 6 A ）是一種非常普遍的 RNA 化學(xué) 修飾，在調(diào)節(jié) RNA 表達(dá)和代謝中發(fā)揮著關(guān)鍵作用【1】。已有研究表明， m 6 A 的分布具有顯著的組織 和細(xì)胞 特異性，突顯了其功能的多樣性以及依賴于特定環(huán)境的調(diào)控途徑【2】。為了在復(fù)雜組織環(huán)境中揭示其表觀轉(zhuǎn)錄組調(diào)控， 迫切需要在保留空間位置的同時 ，以細(xì)胞分辨率測量 全 轉(zhuǎn)錄組 m 6 A 修飾 。然而， 現(xiàn)有的檢測方法普遍局限于 群體 細(xì)胞（ bulk ）或單細(xì)胞（ single-cell ）分析，缺乏天然組織結(jié)構(gòu)內(nèi)的空間信息。

2026 年 6 月 9 日 ， 芝加哥大學(xué) 何川 團(tuán)隊和耶魯大學(xué) 樊榮 團(tuán)隊在 Nature Methods 雜志上發(fā)表了題為 Spatially resolved m 6 A profiling using m 6 A-ARTR-DBiT 的研究論文 ， 報道了首個空間分辨率的全 轉(zhuǎn)錄組 m 6 A 修飾 測序技術(shù) m 6 A-ARTR-DBiT（圖1）。 該平臺巧妙融合了研究團(tuán)隊先前建立的兩項前沿技術(shù)，分別是 基于 原位逆轉(zhuǎn)錄 原理 檢測 RNA 結(jié)合蛋白 靶點 的 ARTR-seq【3】，以及 基于微流控的 空間 組織 條形 編 碼 技術(shù) DBiT -seq【4】。該方法能夠以無偏差全轉(zhuǎn)錄組覆蓋在冷凍組織切片中實現(xiàn)m6A分布的從頭（de novo）空間高通量測序，為空間組學(xué)領(lǐng)域開辟了全新的維度，使得直接探究復(fù)雜組織微環(huán)境中的表觀轉(zhuǎn)錄組調(diào)控成為可能。

圖 1. m 6 A-ARTR-DBiT 技術(shù)設(shè)計和流程

研究團(tuán)隊首先從多個維度對 ARTR-seq 檢測 m 6 A 的特異性進(jìn)行了評估。通過與非抗體方法的基準(zhǔn)測試，確認(rèn)了所選抗體具備優(yōu)異的特異性，并通過一系列條件優(yōu)化有效減少了假陽性。檢測到的 m 6 A 富集峰展現(xiàn)出典型的 RRACH 序列特征，并在保守的終止密碼子區(qū)域顯著富集。 Mettl3 敲除實驗證明，檢測信號嚴(yán)格依賴于 Mettl3 的表達(dá)，從而有效排除了抗體脫靶的可能。此外，靶向去甲基化系統(tǒng)的驗證結(jié)果進(jìn)一步表明，該技術(shù)在全轉(zhuǎn)錄組水平的非特異性背景信號極低。這些結(jié)果充分證實了 ARTR-seq 在全轉(zhuǎn)錄組和單轉(zhuǎn)錄本層面上均具備高度可靠的檢測特異性。

隨后，研究團(tuán)隊在小鼠胚胎和大腦組織中驗證了 m 6 A-ARTR-DBiT 測序技術(shù)的空間檢測能力。在小鼠 E11 期胚胎與胚胎干細(xì)胞的比較中，兩者 檢測到的 m 6 A 重疊率僅約 34% ，表明 m 6 A 修飾具有顯著的組織和細(xì)胞類型特異性。對小鼠大腦冠狀切片分析發(fā)現(xiàn)，基于 m 6 A 修飾基因的聚類結(jié)果能夠準(zhǔn)確 復(fù)現(xiàn) 大腦解剖結(jié)構(gòu)，其空間分布與 Allen Brain Atlas 參考注釋高度一致（圖2a）。研究人員 進(jìn)一步 結(jié)合 iStar 算法 ，融合 高分辨率 組織學(xué)圖像特征與 m 6 A 組學(xué)信息，實現(xiàn)了單細(xì)胞水平的空間表達(dá)映射，顯著提升了對組織細(xì)胞 m 6 A 異質(zhì)性的解析能力。同時，空間 m 6 A 測序結(jié)果仍保持經(jīng)典的分布特征，在終止密碼子附近區(qū)域呈現(xiàn)明顯富集（圖2b）。

圖 2. 小鼠腦冠狀切片 m 6 A 空間分辨率檢測。 a ， m 6 A-ARTR-DBiT 無監(jiān)督聚類結(jié)果（左上）、 Allen Brain Atlas 注釋結(jié)果（左下）以及經(jīng) iStar 算法 增強(qiáng)后的高分辨率空間聚類圖（右）； b ， m 6 A 峰在轉(zhuǎn)錄本不同區(qū)域上的總體分布； c ， Nrg1 基因相對 m 6 A 水平（ Rm 6 A ）的空間分布。

研究人員接下來整合了來自 10x Genomics Visium 平臺的相近小鼠腦冠狀切片 空間 mRNA 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù) ， 發(fā)現(xiàn)檢測到的 m 6 A 修飾水平與甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物核心組分 Mettl3 、 Mettl14 和 Wtap ，以及讀取蛋白 Ythdf1 和 Ythdf2 的 基因 表達(dá)水平 在空間上 呈顯著正相關(guān)，表明所獲得的 空間 m 6 A 信號能夠較好地反映 組織 內(nèi)源性甲基化狀態(tài)。為 進(jìn)一步 消除轉(zhuǎn)錄本豐度差異帶來的影響，研究團(tuán)隊計算了相對 m 6 A 水平（ Rm 6 A ），并鑒定出一批在不同腦區(qū)呈現(xiàn)差異修飾的基因，例如在大腦皮層富集、與神經(jīng)發(fā)育密切相關(guān)的 Nrg1（圖2c）。

綜上，本研究開發(fā)了m 6 A-ARTR-DBiT 技術(shù)，首次在全轉(zhuǎn)錄組尺度實現(xiàn)了大面積組織中 m 6 A 修飾的高分辨率空間圖譜繪制 。該方法通過 對 組織切片內(nèi)原位靶向 進(jìn)行 識別和逆轉(zhuǎn)錄，在保留組織解剖結(jié)構(gòu)的同時獲取 m 6 A 修飾信息，為解析復(fù)雜組織中的區(qū)域特異性 RNA 表觀修飾提供了新手段。作為一種具有良好擴(kuò)展性的技術(shù)平臺， m 6 A-ARTR-DBiT 未來有望進(jìn)一步應(yīng)用于 RNA 結(jié)合蛋白（ RBP ） -RNA 互作等轉(zhuǎn)錄后調(diào)控研究，并與 空間轉(zhuǎn)錄組、空間表觀基因組等 空間多組學(xué)技術(shù) 協(xié)同檢測，實現(xiàn)對 基因 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的 多維度 解析 。與此同時，ARTR-seq作為一個原位RBP靶點檢測技術(shù)，未來有望與空間原位測序、微流控單細(xì)胞測序等平臺相結(jié)合，實現(xiàn)RBP靶標(biāo)及其他RNA調(diào)控事件在組織、細(xì)胞乃至亞細(xì)胞尺度上的高分辨率解析，為系統(tǒng)揭示發(fā)育、衰老和疾病過程中復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供新的研究工具。

芝加哥大學(xué)何川教授和耶魯大學(xué)樊榮教授 共同領(lǐng)導(dǎo)了這項技術(shù)的開發(fā) 。芝加哥大學(xué)肖雨博士、耶魯大學(xué)白志亮博士和芝加哥大學(xué)鄒卓寧博士為本文的共同第一作者。 目前，肖雨博士已加入復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系開展獨立研究 ， 白志亮博士已加入 MIT 生物工程系及科赫綜合癌癥研究所 （ Koch Institute ） 開展獨立研究 。 本研究還得到了課題組其他成員及合作團(tuán)隊的大力支持 。

https://www.nature.com/articles/s41592-026-03123-9

制版人： 十一

參考文獻(xiàn)

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[2] Xiong, X. et al. Genetic drivers of m 6 A methylation in human brain, lung, heart and muscle.Nat Genet53, 1156-1165 (2021).

[3] Xiao, Y. et al. Profiling of RNA-binding protein binding sites by in situ reverse transcription-based sequencing.Nat Methods21, 247-258 (2024).

[4] Bai, Z. et al. Spatially exploring RNA biology in archival formalin-fixed paraffin-embedded tissues.Cell187, 6760-6779 (2024).

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