综述：RNA修饰在肠道单核吞噬细胞中的免疫调节作用

《Genetics in Medicine》：RNA modifications in intestinal macrophages: Implications for gut immunity and inflammation

本综述系统阐述了m6A、m5C和m1A等RNA修饰通过调控单核-巨噬细胞分化、极化（M1/M2）及功能（如吞噬、代谢重编程），在肠道免疫稳态、炎症性肠病（IBD）和结直肠癌（CRC）等病理过程中的核心作用，揭示了微生物-上皮-神经互作微环境重塑巨噬细胞表观转录组的分子机制，为靶向RNA修饰酶（如METTL3、ALKBH5）的免疫治疗提供了新视角。

　　

肠道是人体最大的免疫器官，其独特的微环境中驻扎着大量的免疫细胞，其中单核吞噬细胞，特别是巨噬细胞，扮演着维持稳态和启动防御的关键角色。它们并非一成不变，而是具备极高的可塑性，能够根据局部信号灵活地改变其功能状态。近年来，RNA修饰作为一种重要的转录后调控机制，被发现在调控免疫细胞命运和功能中发挥着核心作用。这篇综述将深入探讨RNA修饰如何精细调控肠道单核吞噬细胞的生物学行为，及其在肠道健康和疾病中的意义。

肠道单核吞噬细胞的异质性与可塑性

在肠道中，巨噬细胞群体具有显著的异质性。它们部分来源于胚胎发育时期，具有自我更新能力；另一部分则由血液中的单核细胞在特定趋化因子（如CCL2、CCL7、CCL8）招募下，进入肠道组织后分化为成熟的巨噬细胞。这个过程受到肠道微环境的严格调控，尤其是集落刺激因子1受体（CSF1R）信号通路。在稳态条件下，单核细胞分化为具有耐受性的CX3CR1^hi巨噬细胞，它们产生白细胞介素10（IL-10）、前列腺素E2（PGE₂）等抗炎因子，对共生微生物保持耐受，是维持肠道健康的关键。

然而，在炎症性肠病（IBD）或感染等病理状态下，单核细胞的分化过程可能被中断，导致CX3CR1^int炎症中间体的积累。这些细胞无法完全获得耐受功能，反而大量产生肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、IL-1β和IL-6等促炎因子，加剧组织损伤。在结直肠癌（CRC）的肿瘤微环境中，肿瘤相关巨噬细胞（TAM）则呈现出高度的异质性，例如SPP1⁺、C1Q⁺、FCN1⁺等亚群，它们通过与基质细胞、肿瘤细胞及其他免疫细胞的相互作用，塑造了抑制性的免疫微环境，促进肿瘤进展。

RNA修饰：免疫调控的新层面

RNA修饰，即在RNA分子上添加化学基团，是基因表达调控的关键环节。其中，N⁶-甲基腺苷（m⁶A）是哺乳动物信使RNA（mRNA）中最常见、最丰富的内部修饰。它由甲基转移酶（如METTL3、METTL14，称为“书写器”）、去甲基化酶（如FTO、ALKBH5，称为“擦除器”）动态可逆地调控，并被阅读器蛋白（如YTHDF家族、YTHDC1）识别，进而影响RNA的稳定性、剪接、出核转运和翻译效率。除了m⁶A，5-甲基胞嘧啶（m⁵C）和N¹-甲基腺苷（m¹A）等修饰也在免疫调节中逐渐展现出其重要性。

m⁶A修饰双向调控巨噬细胞极化

m⁶A对巨噬细胞极化的调控并非单向，而是高度依赖于病理状态和微环境信号。在动脉粥样硬化模型中，METTL3/YTHDF2轴通过稳定蛋白酪氨酸激酶2（Pyk2）的mRNA，促进活性氧（ROS）和促炎因子的产生，驱动巨噬细胞向促炎的M1表型极化。类似地，METTL3介导的肝癌源性生长因子（HDGF）的m⁶A修饰增强了糖酵解通量，强化了促炎表型。

然而，在同一种酶身上也可能看到相反的作用。例如，三甲胺N-氧化物（TMAO）可以通过METTL3增强肉碱棕榈酰转移酶1A（Cpt1a）的m⁶A修饰，从而促进巨噬细胞向M2样表型极化，加重主动脉瓣的炎症。在肿瘤微环境中，肿瘤细胞来源的外泌体长链非编码RNA LINC00657通过METTL3依赖的m⁶A修饰，可诱导巨噬细胞向M2极化，促进乳腺癌进展。

去甲基化酶ALKBH5则常常与M2极化相关。在结直肠癌的肿瘤相关巨噬细胞中，ALKBH5通过去除CPT1A mRNA上的m⁶A标记，增加其稳定性和表达，促进脂肪酸氧化（FAO），从而驱动M2极化。在心脏纤维化中，ALKBH5通过调节IL-11 mRNA的m⁶A甲基化，驱动心脏巨噬细胞向肌成纤维样细胞转分化。

阅读器蛋白也扮演重要角色。胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白2（IGF2BP2）通过识别m⁶A修饰的TIM1 mRNA，诱导M1极化。而YTHDF1则可通过促进鸟苷酸结合蛋白4（GBP4）的翻译，在急性肺损伤中推动M1极化。

m⁶A修饰广泛调控巨噬细胞功能

除了极化，m⁶A还精细调控巨噬细胞的多种功能。它通过调节关键基因的mRNA稳定性，影响巨噬细胞的吞噬能力、自噬、细胞衰老、代谢重编程（如糖酵解和氧化磷酸化OXPHOS）以及组织修复。例如，在阿尔茨海默病模型中，敲除METTL3可通过增强小胶质细胞（大脑中的巨噬细胞）功能来改善神经炎症病理。在肝细胞癌中，IGF2BP1通过m⁶A依赖的方式稳定核糖核苷酸还原酶M2（RRM2）的mRNA，抑制巨噬细胞的铁死亡，促进其M2极化。m⁶A修饰的环状RNA（circRNA）或外泌体microRNA（miRNA）还可作为细胞间通讯的媒介，介导巨噬细胞与上皮细胞等其他细胞的对话，从而影响炎症信号和免疫治疗反应。

m⁵C和m¹A修饰的免疫调节潜力

虽然研究相对较少，但m⁵C和m¹A修饰的重要性也日益凸显。m⁵C甲基转移酶NSUN2可以甲基化干扰素调节因子4（IRF4），从而影响巨噬细胞在钛植入物表面的极化，重塑其免疫表型。TET2则可通过m⁵C修饰促进变应性鼻炎中的M2巨噬细胞极化。

m¹A修饰则与tRNA衍生片段（tRF）的调控有关。例如，在结直肠癌中，tRF-3022b的表达受到ALKBH3、DNMT2、ANG、AGO2等m¹A相关因子的影响，进而调控肿瘤相关凋亡和M2巨噬细胞极化。空间转录组学分析也发现，去甲基化酶ALKBH1与胃癌组织中的肿瘤相关巨噬细胞在空间上相关。

炎症肠道微环境重塑巨噬细胞的RNA修饰

肠道这一特殊微环境，充满了微生物、其代谢产物（如短链脂肪酸）、上皮细胞信号、神经元信号以及持续的免疫挑战，这些因素共同构成了一个复杂的信号网络，能够重塑肠道巨噬细胞的RNA修饰景观。

研究表明，在炎症性肠病（IBD）患者肠道组织中存在广泛的m⁶A修饰改变。脆弱拟杆菌毒素可抑制巨噬细胞中METTL3介导的m⁶A甲基化，从而促进肠道炎症。革兰氏阴性菌的脂多糖（LPS）刺激可降低巨噬细胞中METTL3和YTHDF2的表达，沉默这些因子会通过核因子κB（NF-κB）信号通路增强促炎反应。相反，人脐带间充质干细胞外泌体（hucMSC-Ex）可通过METTL3–Slc37a2–YTHDF1轴促进M2巨噬细胞极化，缓解结肠炎。

肠道菌群对宿主RNA表观遗传修饰具有深远影响。无菌小鼠的肠道m⁶A图谱发生显著改变。特定微生物（如布拉氏酵母菌、产肠毒素大肠杆菌K88）可影响肠道组织中的m⁶A修饰模式和调节因子的转录。微生物代谢物（如甜菜碱、叶酸）也被证明可通过表观遗传途径影响免疫细胞功能。

细胞间对话与RNA修饰

肠道巨噬细胞的功能发挥离不开与上皮细胞、神经元、内皮细胞等其他细胞的密切互动。巨噬细胞通过分泌Wnts、PGE₂、肝细胞生长因子（HGF）等因子支持上皮更新和屏障修复，并通过清除凋亡上皮细胞维持稳态。反过来，上皮细胞也通过表达Notch配体、CX3CL1等信号指导巨噬细胞的发育。肠神经系统（ENS）是巨噬细胞关键生长因子CSF1的重要来源，而巨噬细胞也为肠神经元提供代谢和营养支持（如分泌TGF-β家族成员BMP2）。这种双向互动同样可能受到RNA修饰的调控。例如，核内m⁶A阅读器YTHDC1被证明可通过调节NME1的表达来增强上皮屏障完整性。

治疗前景与展望

RNA修饰酶，如METTL3、ALKBH5、IGF2BP家族等，在肠道炎症和肿瘤中显示出重要的致病作用和作为治疗靶点的潜力。靶向抑制这些关键酶，有望重编程肠道巨噬细胞的功能，为炎症性肠病、感染性结肠炎和结直肠癌的治疗提供新的策略。

未来研究需要利用单细胞转录组学、m⁶A测序、空间转录组学等技术，绘制肠道巨噬细胞亚群中RNA修饰的高分辨率时空图谱，并深入解析微生物、上皮和神经信号如何精确调控这些修饰。对m⁵C、m¹A以及其他修饰（如ac⁴C、Ψ）在肠道免疫中的作用也需进一步探索。最终，开发针对RNA修饰“书写器”、“擦除器”或“阅读器”的选择性调节剂，将为肠道免疫性疾病的精准免疫治疗开辟崭新天地。