N-乙酰转移酶10通过ac4C修饰调控巨噬细胞活化在炎症性心功能障碍中的作用机制

本研究针对脓毒症相关心功能障碍中免疫细胞过度激活的临床难题，揭示了N-乙酰转移酶10(NAT10)通过ac4C RNA表观遗传修饰调控ETS2 mRNA稳定性和翻译效率的新机制。研究人员发现USP39介导的NAT10去泛素化稳定了其蛋白表达，进而促进巨噬细胞促炎表型转化。该成果为靶向NAT10-ETS2轴治疗炎症性心肌损伤提供了新策略，发表于《Cell Death and Disease》。

　　

脓毒症导致的炎症性心功能障碍是重症监护领域的重要死因，其中巨噬细胞过度活化引发的"细胞因子风暴"是核心病理环节。尽管临床采用抗生素和容量复苏等治疗手段，仍有近半数患者因心肌收缩功能受损而死亡。现有研究多聚焦于转录水平调控，而对RNA转录后修饰在免疫调控中的作用知之甚少。N⁴-乙酰胞苷(ac4C)作为新发现的RNA修饰，其"书写酶"NAT10在肿瘤和心血管疾病中已有报道，但在免疫细胞中的功能仍是空白。

复旦大学附属中山医院的研究团队通过构建髓系特异性Nat10基因敲除小鼠模型，结合多组学分析技术，系统揭示了NAT10在巨噬细胞活化中的关键作用。研究发现脂多糖(LPS)刺激通过USP39介导的去泛素化作用稳定NAT10蛋白，进而催化靶基因mRNA的ac4C修饰。通过ac4C测序、核糖体测序与转录组联合分析，首次证实转录因子ETS2是NAT10的关键下游靶点，其3'UTR区ac4C修饰可显著增强mRNA稳定性和翻译效率。药理抑制NAT10能有效改善内毒素血症小鼠的心功能指标和生存率，为临床治疗提供了新靶点。

关键技术方法包括：①建立髓系特异性Nat10敲除小鼠模型；②采用ac4C特异性RNA测序(ac4C-seq)和核糖体测序(Ribo-seq)技术；③应用CHX追踪实验和泛素化检测分析蛋白稳定性；④通过多聚体分析和双荧光素酶报告系统评估翻译效率；⑤利用超声心动图和流式细胞术评估心脏功能与免疫细胞浸润。

NAT10在巨噬细胞LPS刺激后上调
研究发现LPS（而非IL-4）可显著提升BMDM中NAT10蛋白水平，且呈剂量依赖性。免疫荧光显示NAT10主要定位于细胞核，其mRNA水平未改变提示存在转录后调控。

USP39通过去泛素化稳定NAT10
CHX追踪实验证实LPS延长NAT10半衰期，泛素化检测显示USP39特异性去除K48连接的多聚泛素链。共定位实验和点突变验证证实USP39-C306A突变体丧失去泛素化活性。

NAT10缺失抑制促炎巨噬细胞活化
Nat10^-/- BMDM中iNOS表达降低50%，ELISA检测显示IL-6、TNF-α分泌减少。流式分析显示CD80⁺/CD86⁺细胞比例下降，而药物抑制剂remodelin重现基因敲除表型。

ac4C修饰调控炎症相关基因表达
ac4C-seq揭示3'UTR是主要修饰区域，ETS2 mRNA的ac4C峰在敲除组显著降低。Ribo-seq显示ETS2翻译效率下降1.2倍，多聚体分析证实其mRNA从>80S组分中减少。

NAT10/ETS2轴调控巨噬细胞活化
过表达ETS2可部分挽救Nat10缺失导致的炎症抑制，双荧光素酶报告系统显示ETS2 CDS区翻译效率降低40%。免疫印迹证实ETS2蛋白水平与NAT10表达正相关。

髓系NAT10缺失改善心功能
内毒素血症模型中，Nat10^-/-小鼠生存率提高30%，左室射血分数(LVEF)改善15%。组织学显示心肌CD68⁺iNOS⁺巨噬细胞浸润减少，血清cTnT水平下降60%。

该研究首次阐明RNA乙酰化修饰在脓毒症心功能障碍中的调控作用，提出"USP39-NAT10-ac4C-ETS2"轴是巨噬细胞活化的关键检查点。不仅拓展了对RNA表观遗传在免疫调控中作用的认识，更为临床开发remodelin等靶向药物提供了理论依据。未来研究可进一步探索NAT10在不同免疫细胞亚群中的特异性功能，以及ac4C修饰组与其他RNA修饰（如m⁶A）的交叉调控关系。