RNA N6-甲基腺苷去甲基化酶FTO通过m6A-YTHDF2依赖性方式调控TRIB3介导的自噬促进糖尿病伤口愈合

【字体: 时间:2025年03月30日 来源:Cell Death & Disease 8.1

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  糖尿病伤口愈合难题亟待突破!南京大学医学院附属鼓楼医院团队发现FTO通过m6A修饰调控TRIB3-SQSTM1自噬通路的新机制。研究揭示高血糖环境下表皮角质形成细胞中FTO表达下调导致m6A修饰异常,通过YTHDF2依赖性途径加速TRIB3 mRNA降解,最终抑制自噬并延缓伤口愈合。该研究为开发靶向m6A表观遗传治疗的糖尿病足溃疡治疗方案提供了新靶点。

  糖尿病引发的慢性伤口愈合障碍是临床重大挑战,全球约25%的糖尿病患者会发展为糖尿病足溃疡,其中30%最终需要截肢。表皮变薄、角质形成细胞功能障碍是高血糖环境下伤口难以愈合的关键因素,但其分子机制尚未阐明。南京大学医学院附属鼓楼医院烧伤整形外科团队在《Cell Death and Disease》发表的研究,揭示了RNA表观遗传修饰在糖尿病伤口愈合中的核心作用。

研究团队采用多组学技术结合体内外模型展开系统研究。通过GEO数据库挖掘和临床样本验证发现糖尿病表皮中FTO(fat mass and obesity-associated protein)表达显著下调,m6A修饰水平升高。利用CRISPR-Cas9基因编辑构建FTO敲除的HaCaT和NHEK细胞系,结合STZ诱导和db/db两种糖尿病小鼠模型,采用m6A甲基化RNA免疫共沉淀测序(MeRIP-qPCR)、双荧光报告基因、透射电镜观察自噬小体等技术,系统解析了FTO-TRIB3-SQSTM1信号轴的作用机制。

"FTO在糖尿病表皮中的表达特征"部分显示,糖尿病患者的表皮厚度较正常人减少40%,且FTO在I型和II型糖尿病小鼠模型中均显著下调。免疫荧光和Western blot证实高糖培养的角质形成细胞中FTO蛋白水平下降50%,伴随m6A全局修饰水平升高1.8倍。

"FTO沉默抑制角质形成细胞功能"实验证明,FTO敲除使细胞增殖率降低60%,凋亡率增加3倍,划痕实验显示迁移能力下降55%。在STZ诱导的糖尿病小鼠模型中,FTO抑制剂FB23-2处理使伤口愈合延迟4天,创面闭合率仅为对照组的40%。

"高糖通过FTO下调诱导自噬障碍"部分发现,FTO敲除导致LC3II/LC3I比值下降65%,SQSTM1积累减少70%。mRFP-GFP-LC3示踪显示高糖处理使自噬溶酶体数量减少80%,透射电镜观察到自噬小体数量显著减少。

"TRIB3作为FTO功能靶点的鉴定"是研究的核心发现。RNA-seq筛选出TRIB3(tribbles pseudokinase 3)是FTO调控的关键下游基因。MeRIP-qPCR证实FTO通过TRIB3 mRNA 3'UTR区特定位点(MUT2)的m6A去甲基化维持其稳定性,而YTHDF2识别m6A修饰并促进TRIB3降解。当YTHDF2被敲除时,TRIB3 mRNA半衰期延长2.3倍。

"FTO通过TRIB3-SQSTM1相互作用调控自噬"机制阐明部分显示,TRIB3过表达可挽救FTO敲除导致的自噬缺陷,使LC3II水平恢复至对照组的85%。免疫共沉淀证实TRIB3与SQSTM1直接结合,这种相互作用在高糖环境下减弱50%,导致自噬流受阻。

这项研究首次揭示了m6A去甲基化酶FTO在糖尿病伤口愈合中的关键作用,阐明了FTO-YTHDF2-TRIB3-SQSTM1这条全新的表观遗传-自噬调控轴。临床意义在于:①FTO表达水平可作为糖尿病伤口愈合能力的生物标志物;②靶向FTO的小分子激动剂或TRIB3稳定剂有望成为糖尿病足溃疡的治疗新策略;③为开发基于m6A修饰调控的表观遗传疗法提供了理论依据。研究团队指出,下一步将探索负载FTO过表达载体的水凝胶敷料在糖尿病伤口中的应用效果。

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