METTL3对MALAT1的m6A修饰作用在小鼠败血症引起的急性肾损伤中促进焦亡和炎症反应

《Journal of Inflammation Research》：MALAT1’s m6A Modification by METTL3 Promotes Pyroptosis and Inflammation in Sepsis-Induced Acute Kidney Injury in Mice

研究揭示METTL3通过m6A修饰调控MALAT1，促进脓毒症性急性肾损伤（SAKI）中的炎症和焦亡。敲低METTL3或MALAT1可减轻肾损伤，抑制IL-1β、IL-18及Caspase-1、GSDMD等焦亡标志物，提出靶向METTL3/MALAT1轴可能为SAKI治疗新策略。

　　在当今医学研究中，急性肾损伤（AKI）是一种严重的临床问题，尤其是在败血症的背景下，其引发的急性肾损伤（SAKI）对患者的生存率和预后产生深远影响。SAKI不仅会导致肾脏功能的急剧下降，还可能引发慢性肾病，从而加重患者的病情并增加治疗难度。因此，探索SAKI的发病机制和潜在的治疗靶点对于改善临床预后具有重要意义。近年来，非编码RNA（ncRNA）和表观遗传调控机制在细胞死亡和炎症反应中的作用逐渐受到关注。其中，长链非编码RNA MALAT1 在多种疾病中显示出调控炎症和细胞死亡的功能，但其在SAKI中的具体作用机制尚不明确。与此同时，m6A修饰作为一种普遍存在的RNA表观遗传修饰，被证实与多种生理和病理过程相关，包括RNA的剪切、稳定性、翻译效率以及miRNA的生物合成。METTL3作为m6A甲基转移酶复合物的核心催化亚基，已被广泛研究其在癌症、干细胞分化和免疫调节中的作用，但在肾损伤中的角色尚未完全阐明。基于此，本研究旨在探讨METTL3是否通过m6A修饰调控MALAT1表达，并进一步分析该调控轴在SAKI中的作用机制。

研究采用了LPS诱导的SAKI小鼠模型以及LPS处理的TCMK-1细胞模型，以模拟SAKI的病理过程。通过构建并使用病毒载体进行METTL3和MALAT1的基因沉默或过表达，研究团队评估了这两种分子在调控炎症和细胞死亡中的作用。实验结果显示，LPS处理显著提高了METTL3和MALAT1的表达水平，并增强了MALAT1的m6A修饰。当METTL3被沉默时，小鼠的炎症因子（如IL-1β和IL-18）以及细胞焦亡相关标志物（如cleaved GSDMD、Caspase-1和NLRP3）的表达均显著降低，表明METTL3在SAKI中可能通过调控MALAT1的表达来促进炎症和细胞焦亡。而当MALAT1被过表达时，这种抑制作用被部分逆转，进一步验证了METTL3与MALAT1之间的相互作用。此外，通过RNA免疫沉淀（RIP）实验，研究团队确认了METTL3与MALAT1的直接结合，表明两者在SAKI中可能形成一个功能性的调控轴。

研究还通过多种实验手段，包括HE染色、ELISA、流式细胞术、Western blot、免疫组化和免疫荧光，全面评估了SAKI模型中的组织病理变化、炎症水平和细胞焦亡情况。结果显示，LPS处理的小鼠肾脏组织中存在明显的结构损伤，如肾小管上皮细胞脱落、腔内扩张和细胞质空泡化，同时血清中IL-1β和IL-18的浓度显著升高，提示炎症反应的增强。此外，流式细胞术检测到细胞焦亡标志物的表达增加，表明细胞焦亡在SAKI的发病机制中起着重要作用。通过RT-qPCR分析，研究团队还发现MALAT1的表达在SAKI模型中显著上调，进一步支持其在肾损伤中的潜在作用。

在细胞层面，研究团队利用TCMK-1细胞模型，验证了MALAT1在调控细胞焦亡和炎症中的作用。实验结果表明，MALAT1的过表达会导致炎症因子水平的升高，同时促进细胞焦亡相关蛋白（如Caspase-1、GSDMD-N和NLRP3）的表达。而当METTL3被沉默时，这些效应被显著减弱，说明METTL3可能通过调控MALAT1的m6A修饰来影响其功能。进一步的RIP和MeRIP-qPCR实验显示，METTL3与MALAT1之间存在直接的相互作用，并且METTL3的表达变化会显著影响MALAT1的m6A修饰水平。这些发现表明，METTL3通过调控MALAT1的表达和修饰状态，在SAKI中发挥着重要的调控作用。

此外，研究还发现，MALAT1的过表达能够部分逆转METTL3沉默对细胞焦亡和炎症的抑制作用，这提示MALAT1可能是METTL3调控的下游靶点。同时，研究团队通过免疫组化和免疫荧光技术，进一步确认了MALAT1和相关蛋白在肾组织中的表达情况。这些结果不仅揭示了METTL3与MALAT1在SAKI中的相互作用，还提供了其在调控肾损伤和炎症反应中的潜在机制。

研究的局限性也值得进一步探讨。尽管本研究在体外和体内均验证了METTL3和MALAT1的作用，但并未直接确认它们在体内的具体细胞定位。此外，虽然研究团队展示了METTL3如何通过m6A修饰调控MALAT1，但其他m6A调控因子（如writers、erasers和readers）可能也参与这一过程，但未被深入研究。同时，研究中未涉及对肾内免疫细胞（如巨噬细胞）浸润情况的分析，这可能影响对SAKI炎症微环境的理解。最后，由于未进行m6A-seq分析，因此无法获得MALAT1及其他RNA的全基因组m6A修饰图谱，这在一定程度上限制了对METTL3表观遗传调控功能的全面认识。

综上所述，本研究揭示了METTL3通过m6A修饰调控MALAT1表达，从而促进细胞焦亡和炎症反应在SAKI中的关键作用。这一发现不仅加深了我们对SAKI分子机制的理解，还为开发新的治疗策略提供了理论依据。通过针对METTL3或其调控的MALAT1 m6A修饰，可能为SAKI的治疗带来新的希望。然而，未来的研究仍需进一步探讨METTL3和MALAT1在肾组织中的具体作用机制，以及它们与其他m6A调控因子的相互作用，以期为临床治疗提供更全面的指导。