METTL3-m6A-ETV4轴通过调控小胶质细胞炎症与凋亡加重脑出血损伤的机制研究

《Frontiers in Immunology》:METTL3 inhibition alleviates neuroinflammation and apoptosis by reducing ETV4 m6A modification

【字体: 时间:2026年01月12日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  本文揭示了脑出血(ICH)后小胶质细胞中METTL3介导的m6A修饰通过稳定转录因子ETV4 mRNA,激活NF-κB通路并诱发细胞凋亡的新机制。研究结合测序技术发现IGF2BP2作为m6A阅读器参与调控,为靶向METTL3-ETV4轴治疗ICH提供了理论依据。

  
引言
表观遗传修饰在基因表达调控中发挥关键作用,其中信使RNA(mRNA)的N6-甲基腺苷(m6A)修饰是真核生物中最常见的内部化学修饰。这种动态可逆的修饰由甲基转移酶(如METTL3-METTL14-WTAP复合物)、去甲基化酶(FTO、ALKBH5)和识别蛋白(YTHDF家族、IGF2BPs)共同调控,影响RNA剪接、稳定性及翻译效率等过程。
脑出血(ICH)作为致命的脑血管疾病,其病理机制涉及血肿扩张、氧化应激及神经炎症级联反应。小胶质细胞作为中枢神经系统的免疫哨兵,在ICH早期通过吞噬作用发挥保护功能,但持续激活会转化为促炎性M1表型,释放肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)等因子加剧继发性脑损伤。近年研究发现m6A修饰参与ICH病理调控,但具体时空调控机制尚不明确。
结果
脑出血病理刺激触发小胶质细胞METTL3上调
通过胶原酶IV诱导的小鼠ICH模型发现,脑组织中整体m6A修饰水平显著升高(图1B)。qPCR和蛋白印迹显示METTL3在mRNA和蛋白水平均明显上调(图1C-E),免疫荧光证实METTL3在CD45+/CD11b+小胶质细胞中特异性高表达(图1F-H),表明METTL3是驱动ICH后m6A升高的关键因子。
c-Jun转录激活METTL3表达
在氧合血红蛋白(OxyHb)诱导的ICH细胞模型中,转录因子c-Jun的表达上调早于METTL3(图2C-G)。通过siRNA干扰和质粒过表达实验验证,c-Jun可直接调控METTL3转录活性(图2I-L),多重免疫荧光显示二者在小胶质细胞核内共定位(图2H),提示c-Jun是METTL3的上游调控因子。
METTL3促进小胶质细胞炎症反应
在OxyHb刺激的BV2小胶质细胞中,METTL3敲减可降低m6A水平(图3A),并抑制TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子表达(图3C);而过表达METTL3则加剧炎症反应(图3D)。进一步实验发现METTL3通过增强NF-κB p65亚基Ser536位点磷酸化(图3E-F)激活炎症通路。
METTL3通过m6A修饰靶向调控ETV4
MeRIP-seq和RNA-seq联合分析发现,转录因子ETV4的mRNA 3'UTR区域存在METTL3依赖性m6A修饰(图4A-E)。MeRIP-qPCR证实OxyHb刺激后ETV4的m6A修饰增加,且可被METTL3敲减低(图4F-G)。蛋白印迹显示METTL3调控ETV4蛋白稳定性(图4H-I),免疫荧光显示ETV4与METTL3、c-Jun在细胞核内共定位(图4J)。
IGF2BP2以m6A依赖方式增强ETV4 mRNA稳定性
通过siRNA筛选发现IGF2BP2敲减可显著降低ETV4表达(图5D-I)。RNA免疫共沉淀(RIP)实验证实IGF2BP2直接结合ETV4 mRNA(图5J-K),表明IGF2BP2作为m6A阅读器稳定ETV4转录本。
METTL3-ETV4轴调控小胶质细胞凋亡
流式细胞术显示ETV4敲减使OxyHb诱导的早期凋亡率从24.5%降至15.5%,而METTL3过表达可逆转该保护效应(图6A-B)。Cleaved Caspase-3荧光染色进一步验证该轴通过激活凋亡执行蛋白加剧细胞死亡(图6C)。
讨论
本研究首次揭示METTL3-m6A-ETV4-IGF2BP2轴在ICH中的调控作用:c-Jun驱动的METTL3上调通过增强ETV4 mRNA稳定性,促进NF-κB通路介导的神经炎症和Caspase-3依赖性凋亡。尽管BV2细胞模型难以完全模拟体内微环境,但实验为靶向m6A修饰治疗ICH提供了新思路。未来需通过动物模型验证该轴的治疗潜力,并探索ETV4下游转录靶点网络。
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