TET2通过调控DNA甲基化影响内皮细胞干扰素信号通路在糖尿病血管病变中的作用机制

本研究针对糖尿病相关血管病变中内皮功能紊乱的分子机制，发现DNA去甲基化酶TET2通过催化依赖性和非依赖性双重机制调控干扰素γ(IFNγ)信号通路，揭示高血糖通过抑制TET2活性导致CXCL9/10等趋化因子异常表达，为糖尿病血管并发症治疗提供新靶点。

　　

血管健康与表观遗传调控的奥秘一直是生命科学领域的研究热点。在糖尿病等代谢性疾病中，血管内皮功能紊乱是心血管并发症的始动因素，但其分子机制尚未完全阐明。近年研究发现，DNA甲基化异常与内皮功能障碍密切相关，而Ten-eleven translocation 2（TET2）作为关键的DNA去甲基化酶，在血管生物学中的作用逐渐受到关注。然而，TET2如何通过表观遗传调控参与糖尿病相关血管病变，特别是其对干扰素信号通路的调控机制，仍是未解之谜。

King's College London的研究团队在《Journal of Biological Chemistry》发表的重要研究，首次系统揭示了内皮细胞特异性TET2缺失对血管功能及转录调控的影响。研究人员通过构建内皮特异性TET2敲除小鼠模型，结合RNA测序、hMeDIP-seq和纳米孔测序等前沿技术，发现TET2通过双重机制调控干扰素反应：一方面以非催化方式负调控IFITM1/ISG15等经典干扰素应答基因的表达衰减过程；另一方面通过催化DNA去甲基化正调控CXCL9/CXCL10趋化因子的转录激活。更关键的是，高糖环境通过抑制TET2活性，导致约70%的转录变化与糖尿病小鼠内皮细胞特征重叠，这为理解糖尿病血管病变的表观遗传机制提供了全新视角。

研究采用的主要技术包括：内皮特异性Cre-loxP系统构建TET2条件性敲除小鼠；主动脉环张力检测评估血管反应性；磁珠分选肺组织CD31⁺内皮细胞进行RNA-seq转录组分析；羟甲基化DNA免疫共沉淀测序(hMeDIP-seq)和纳米孔单分子测序检测5hmC/5mC修饰；人脐静脉内皮细胞(HUVEC)模型验证基因调控机制。

研究结果部分：

1. 内皮TET2缺失不影响主动脉血管反应性
   通过离体血管环实验发现，20周和30周龄的TET2敲除小鼠对乙酰胆碱(ACh)和去氧肾上腺素(PE)的反应与野生型无差异，提示TET2在基础状态下不直接调控血管张力。

2. 转录组分析揭示干扰素信号通路异常
   内皮富集细胞RNA测序显示，TET2缺失导致495个差异表达基因，其中干扰素γ(IFNγ)信号通路和白细胞活化相关基因显著上调。通路分析显示STAT1、IFNβ1等干扰素调节因子形成核心调控网络。

3. TET2沉默延缓干扰素应答基因表达衰减
   在HUVEC模型中，TET2敲除使IFITM1和ISG15在IFNγ撤除后24小时仍持续高表达，而对照组表达下降。hMeDIP-seq和纳米孔测序证实这种调控不依赖启动子区DNA羟甲基化改变。

4. TET2正向调控CXCR3配体表达
   细胞因子芯片发现CXCL9/10/11是HUVEC最显著上调的分泌蛋白。TET2沉默使这些趋化因子的IFNγ诱导表达降低50-70%，且5-氮杂-2'-脱氧胞苷(5azaC)处理可逆转该效应。

5. 鉴定关键增强子区域的甲基化调控
   在CXCL9-CXCL10基因间区发现差异羟甲基化区域，该位点与ENCODE数据库中的H3K4Me1/H3K27Ac标记重叠。纳米孔测序显示IFNγ处理使该区域5hmC增加伴随5mC减少，证实TET2介导的主动去甲基化作用。

6. 高糖与TET2缺失的转录组高度重叠
   糖尿病小鼠内皮细胞中，约70%的差异表达基因与TET2敲除模型变化方向一致，其中干扰素信号和糖胺聚糖代谢通路最为显著。HYAL1/2、CHST1/2等糖萼相关基因共同失调。

这项研究的重要发现在于阐明了TET2作为"表观遗传开关"的双重调控机制：既通过非催化功能限制干扰素应答基因的持续激活，又通过催化DNA去甲基化促进趋化因子表达。这种精细调控的失衡可能是糖尿病血管病变的关键环节——高血糖通过抑制TET2活性，导致干扰素信号异常放大和糖萼代谢紊乱，共同促进血管内皮功能障碍。研究不仅为理解糖尿病血管并发症提供了新的分子框架，也为开发靶向TET2的表观遗传治疗策略奠定了理论基础。特别值得注意的是，TET2调控的CXCL9/10-CXCR3轴在抗病毒免疫和慢性炎症中具有双重作用，这或许能解释糖尿病患者对病毒感染易感性增加和持续低度炎症状态并存的临床特征。未来研究可进一步探索不同血管床内皮亚群中TET2调控的特异性，以及其与已知糖尿病治疗药物的协同作用机制。