高糖激活OAS/RNase L通路通过TXNIP m6A甲基化促进内皮细胞焦亡并损害糖尿病伤口愈合

《Molecular Biomedicine》：Activated oligoadenylate synthetase-ribonuclease L pathway promotes endothelial pyroptosis and impairs diabetic wound healing via thioredoxin-interacting protein m6A methylation

本研究针对糖尿病伤口愈合延迟的临床难题，揭示了高糖环境下OAS/RNase L通路异常激活通过METTL3介导的TXNIP m6A甲基化下调促进内皮细胞焦亡的新机制。研究人员发现RNase L抑制剂鞣花酸(EA)可有效减轻细胞焦亡并促进血管生成，为糖尿病伤口治疗提供了新的潜在靶点。

糖尿病伤口愈合延迟一直是困扰临床医生的难题，患者往往面临伤口长期不愈、反复感染甚至截肢的风险。传统观点认为高血糖、血管病变和神经损伤是主要原因，但近年研究发现，即使在无感染情况下，糖尿病皮肤组织中也存在异常活跃的先天免疫反应。特别令人惊讶的是，通常用于抗病毒防御的2'-5'寡腺苷酸合成酶(OAS)和核糖核酸酶L(RNase L)通路在糖尿病皮肤中表现出异常高度活性，这种"抗病毒状态"的持续存在是否会影响伤口愈合过程，成为研究人员关注的新焦点。

发表在《Molecular Biomedicine》的这项研究由周鹏等研究人员完成，他们发现高糖环境会激活内皮细胞中的OAS/RNase L通路，当遭遇脂多糖(LPS)刺激时，这种异常激活会通过调控硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)的m⁶A甲基化水平，显著加剧细胞焦亡这种炎症性程序性死亡，从而阻碍伤口愈合。更重要的是，研究团队发现天然化合物鞣花酸(EA)能够抑制RNase L活性，在动物实验中有效促进糖尿病伤口愈合。

研究主要采用了人脐静脉内皮细胞(HUVECs)高糖培养模型和链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病小鼠伤口模型。关键技术包括RNA干扰、RNA测序(RNA-seq)、m⁶A甲基化检测(MeRIP-qPCR)、蛋白质相互作用验证(RIP-qPCR)以及体内外功能验证实验。

Increased OAS/RNase L expression in HUVECs cultures under high glucose

研究人员首先证实高糖环境会导致HUVECs内双链RNA(dsRNA)积累，OAS1、OAS2、OAS3和RNase L的mRNA和蛋白表达均显著上调，说明高糖诱导了细胞"抗病毒状态"的建立。

High glucose increases pyroptosis in HUVECs treated with LPS

在高糖基础上加LPS刺激，细胞焦亡关键指标NLRP3、GSDMD、caspase-1、IL-1β和IL-18表达增加，细胞死亡显著加剧，表明高糖环境增强了内皮细胞对细菌成分的敏感性。

RNase-L regulated pyroptosis in HUVECs treated with LPS

通过siRNA敲低RNase L表达后，LPS诱导的焦亡明显减轻；而过表达RNase L则加重焦亡，证明RNase L在高糖加LPS诱导的细胞焦亡中起关键作用。

TXNIP expression was decreased in the knockdown of RNase L in HUVECs treated with LPS under high glucose by RNA sequencing(RNA-seq)

RNA-seq分析发现RNase L敲低后，NOD样受体信号通路变化最显著，其中TXNIP作为枢纽基因表达下降。实验验证表明RNase L通过调控TXNIP表达影响焦亡过程。

Pyroptosis induced by high glucose and LPS in HUVECs is mediated by the RNase L-dependent regulation of TXNIP mRNA m6A methylation via METTL3

机制研究发现，RNase L通过下调甲基转移酶METTL3表达，减少TXNIP mRNA的m⁶A甲基化修饰，从而增加TXNIP稳定性并促进其表达。突变TXNIP的m⁶A位点可逆转RNase L敲低对焦亡的抑制作用。

The combined exposure to high glucose and LPS impaired TXNIP methylation in HUVECs and thus promoted its expression

高糖加LPS刺激确实降低了TXNIP mRNA的m⁶A甲基化水平，同时增加TXNIP表达，METTL3蛋白表达下降。

The RNase L inhibitor EA reduced pyroptosis and promoted angiogenesis in HUVECs

鞣花酸(EA)处理可降低RNase L表达，减轻细胞焦亡，并促进血管生成。过表达RNase L可逆转EA的保护作用，证明EA通过抑制RNase L发挥作用。

Oral gavage of EA accelerated diabetic mice wound healing and promoted angiogenesis dependent on its inhibition of RNase L

动物实验显示，口服EA可促进糖尿病小鼠伤口愈合，减少焦亡相关蛋白表达，增加CD31阳性血管数量。使用RNase L特异性激动剂可抵消EA的促愈合作用。

该研究首次揭示了高糖环境下OAS/RNase L通路异常激活通过METTL3-TXNIP m⁶A甲基化轴促进内皮细胞焦亡的新机制，为理解糖尿病伤口愈合延迟提供了新视角。研究发现RNase L不仅参与RNA降解，还通过调控甲基化影响基因表达，拓展了对RNase L生物学功能的认识。天然化合物EA作为RNase L抑制剂，在促进糖尿病伤口愈合方面展现出治疗潜力，为临床开发新的治疗策略提供了理论依据。未来研究可进一步探讨高糖导致内源性dsRNA积累的具体机制，以及甲基化状态如何精确调控TXNIP等关键分子的表达和功能。