血小板甲基转移酶样蛋白4介导的线粒体DNA代谢紊乱加剧低氧环境下口腔黏膜免疫病理学

本研究针对低氧血症（hypoxemia）加剧口腔黏膜屏障损伤的机制难题，以牙周炎（periodontitis）为模型，揭示了血小板METTL4（methyltransferase-like protein 4）通过N6 -甲基腺嘌呤（6mA）修饰线粒体DNA（mtDNA），干扰TFAM依赖的降解途径，激活cGAS-STING通路，促进中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）形成的关键机制。该发现为缺氧相关黏膜炎症提供了新的治疗靶点，论文发表于《International Journal of Oral Science》。

　　

在高原环境、呼吸系统疾病和心血管疾病患者中，低氧血症影响着全球近10亿人口。这种病理状态与口腔、肠道等黏膜屏障损伤密切相关，但具体机制始终是未解之谜。牙周炎作为最常见的口腔黏膜疾病之一，在低氧环境下病情显著加重，传统观点认为口腔微生物组变化是主要诱因，然而最新证据显示，缺氧条件下微生物组构成并未发生显著改变，暗示存在更复杂的免疫调控机制。

第四军医大学的研究团队通过临床样本分析和小鼠模型，首次揭示了血小板在低氧环境下通过表观遗传调控加剧口腔炎症的全新机制。研究发现缺氧显著上调血小板中METTL4的表达，这种甲基转移酶会在线粒体DNA（mtDNA）上添加N⁶
-甲基腺嘌呤（6mA）修饰，这种修饰阻碍了线粒体转录因子A（TFAM）与mtDNA的结合，导致胞浆内mtDNA堆积。异常积累的mtDNA通过激活cGAS-STING信号通路，引发血小板过度活化和中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）形成，最终加剧牙周炎病理进程。该研究不仅阐明了缺氧加重黏膜炎症的分子机制，更为靶向METTL4治疗缺氧相关疾病提供了理论依据，论文发表在《International Journal of Oral Science》期刊。

研究采用多组学联用技术：通过16S rRNA测序分析口腔微生物组；RNA测序揭示低氧条件下基因表达谱变化；流式细胞术检测中性粒细胞-血小板聚集；染色质免疫沉淀（ChIP）分析TFAM与mtDNA结合；免疫沉淀结合质谱技术检测STING棕榈酰化；以及血小板特异性基因敲除小鼠模型构建等关键技术。

研究结果

低氧加重体内口腔黏膜免疫病理
临床样本显示低氧环境牙周炎患者的龈沟液（GCF）中IL-1β和PGE₂
水平显著升高。小鼠结扎诱导牙周炎（LIP）模型证实，低氧组出现更严重的牙槽骨吸收和炎症反应，而抗生素处理未能缓解缺氧导致的病情恶化，排除了微生物组的主导作用。

NETosis在低氧加重口腔病变中的作用
RNA测序发现低氧-LIP小鼠中性粒细胞激活通路显著富集。免疫组化显示Ly6G⁺
中性粒细胞浸润增加，citH3和MPO-DNA复合物等NET标志物升高。Padi4^-/-
小鼠（无法形成NETs）和DNase I处理均能缓解低氧诱导的牙周炎，证实NETs是病情加重的关键介质。

低氧通过血小板诱导NETosis
流式检测发现低氧促进血小板-中性粒细胞聚集。体外共培养实验显示低氧血小板（LO-PLT）显著促进NET形成。血小板特异性清除实验（PF4-DTR小鼠）证实LO-PLT的致病作用，而正常氧血小板（NO-PLT）输注可缓解症状。

低氧放大血小板cGAS-STING信号
ELISA检测到LO-PLT胞浆cGAMP（cGAS产物）水平升高。免疫共沉淀显示STING棕榈酰化增强，与STXBP2结合增多。使用STING结合抑制剂C-ST5可阻断血小板活化和NET形成。

低氧对血小板mtDNA代谢的影响
琼脂糖电泳和qPCR证实胞浆DNA增加主要源于mtDNA。共聚焦显微镜显示LO-PLT中TFAM与mtDNA共定位减少，ChIP实验验证TFAM在mtDNA启动子区结合减弱。但线粒体ROS和mtDNA完整性未受影响，提示降解障碍而非泄漏增加。

低氧通过METTL4促进mtDNA 6mA甲基化
免疫荧光和蛋白印迹显示METTL4在LO-PLT中表达上调且定位于线粒体。Dot blot检测到mtDNA 6mA水平显著升高。血小板特异性Mettl4敲除（Mettl4^f/f
Pf4-Cre⁺
）可恢复mtDNA降解，减轻NET形成和牙周炎症状。

结论与意义
该研究建立了"缺氧-METTL4上调-mtDNA 6mA修饰-TFAM结合障碍-cGAS-STING激活-血小板过度活化-NETs形成-黏膜炎症加剧"的完整信号轴。首次揭示：1）血小板METTL4是缺氧感应新元件；2）mtDNA表观修饰调控免疫应答的新机制；3）血小板-mtDNA-NETs轴在黏膜病理中的核心地位。这不仅为牙周炎治疗提供新靶点（如METTL4抑制剂开发），更提示血小板代谢重编程可能是多种缺氧相关疾病的共性机制。研究局限性在于METTL4在巨核细胞中的调控机制尚未阐明，其在其他黏膜炎症（如结肠炎）中的作用仍需验证。这些发现为理解高原病、睡眠呼吸暂停等缺氧相关疾病开辟了新视角。