HDAC5在败血症诱导的急性肠损伤中的表观遗传机制：通过KLF4介导的肠上皮细胞铁死亡

《Inflammation Research》：Epigenetic mechanism of HDAC5 in sepsis-induced acute intestinal injury through KLF4-mediated intestinal epithelial cell ferroptosis

摘要

目的

本研究探讨了HDAC5在败血症引起的急性肠损伤中肠道上皮细胞铁死亡（ferroptosis）的分子机制。

方法

通过盲肠结扎和穿孔（CLP）建立小鼠模型，并利用脂多糖（LPS）诱导肠道上皮细胞的体外模型。通过免疫组化、RT-qPCR或Western blot检测细胞中HDAC5、KLF4和LncRNA MEG3的表达。通过慢病毒注射和siRNA转染降低HDAC5的表达，随后评估肠道组织损伤和细胞损伤情况，检测Fe²⁺、ROS、GSH和MDA的水平，以及ACSL4和SLC7A11蛋白的表达。通过检测荧光异硫氰酸酯-葡聚糖（fluorescein isothiocyanate-dextran）的通量来评估通透性。ChIP分析HDAC5和H3K27ac在KLF4启动子上的富集情况。通过ChIP和双荧光素酶（dual luciferase）实验验证KLF4与LncRNA MEG3启动子的结合。RIP和RNA pull down实验分析LncRNA MEG3与LSD1的结合。通过ChIP分析LSD1、H3K4me2或H3K9me2在ACSL4或SLC7A11启动子上的富集情况。

结果

CLP小鼠和LPS诱导的细胞中HDAC5的表达增加，而KLF4和LncRNA MEG3的表达降低。低水平的HDAC5表达可减轻肠道组织损伤，提高LPS诱导的细胞存活率，并减少铁死亡。机制上，HDAC5通过去乙酰化H3K27ac来抑制KLF4的表达，从而抑制KLF4对LncRNA MEG3的转录促进作用，减少LSD1的募集，增强ACSL4启动子上的H3K4me2富集和SLC7A11启动子上的H3K9me2富集，促进ACSL4的表达并抑制SLC7A11的表达。

结论

HDAC5通过去乙酰化H3K27ac来抑制KLF4/LncRNA MEG3轴，从而促进肠道上皮细胞的铁死亡并加重败血症引起的急性肠损伤。