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METTL14缺失通过TLR4/MyD88/NF-κB通路延缓血管衰老:m6A甲基化调控的新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月05日 来源:European Heart Journal 35.6
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本研究针对血管衰老伴随的慢性炎症机制不明的问题,哈尔滨医科大学团队发现甲基转移酶样蛋白14(METTL14)在衰老血管内皮中特异性高表达,通过m6A修饰增强TLR4 mRNA稳定性,激活TLR4/MyD88/NF-κB通路促进衰老相关分泌表型(SASP)产生。内皮特异性敲除METTL14可显著改善动脉僵硬度并延缓血管衰老,人类血液中METTL14/TLR4水平与血管衰老正相关。该研究发表于《European Heart Journal》,为衰老相关血管疾病提供了新型生物标志物和治疗靶点。
血管衰老是心血管疾病的重要诱因,伴随内皮功能障碍和慢性低度炎症,但具体分子机制尚未阐明。N6-甲基腺苷(m6A)作为RNA最常见表观修饰,其核心调控因子METTL14在多种衰老模型中表现异常,然而其在血管衰老中的作用仍是未解之谜。哈尔滨医科大学药理学研究团队通过多物种验证发现,METTL14-m6A-TLR4轴可能是连接表观遗传调控与血管炎症的关键枢纽。
研究人员采用自然衰老小鼠模型(21月龄)、D-半乳糖诱导衰老模型及内皮特异性METTL14敲除小鼠,结合人类衰老血管样本(60-75岁)和复制性衰老内皮细胞模型。关键技术包括:AAVsig-shRNA内皮靶向递送系统、单细胞RNA测序、m6A甲基化检测(MeRIP)、脉冲波速度(PWV)评估动脉硬度,以及62例人类队列的血管衰老标志物相关性分析。
METTL14在衰老血管内皮中特异性上调
免疫荧光显示老年人和衰老小鼠主动脉内皮METTL14表达显著增加(图1E-G),m6A整体修饰水平提升3.2倍(图1C)。复制性衰老的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中METTL14蛋白表达增加2.1倍(图1I),提示其与内皮衰老密切相关。
内皮METTL14缺失改善血管功能
AAVsig-shMETTL14处理使老年小鼠主动脉脉搏波传导速度降低31%(图2F),血管舒张功能恢复至青年水平(图2K)。弹性纤维断裂减少47%(图2O),胶原沉积下降40%(图2P)。值得注意的是,内皮特异性敲除显著抑制血管中膜层的衰老标志物p16表达(补充图S3E),证实METTL14通过旁分泌机制影响血管重塑。
分子机制:m6A依赖的TLR4调控
MeRIP实验鉴定出TLR4 mRNA 3'UTR区8819位腺苷(人类)和6168位(小鼠)的关键m6A修饰位点(图5J)。METTL14过表达使TLR4 mRNA半衰期延长2.3倍(图5M),通过YTHDF1 reader蛋白增强其稳定性。TLR4激活后触发MyD88/NF-κB级联反应,促使IL-6、CXCL1等SASP因子分泌增加3.5倍(图5B)。
临床转化价值
人类队列显示血液METTL14 mRNA水平与颈动脉内膜中层厚度(IMT)显著正相关(r=0.346,P=0.006),ROC曲线下面积达0.812(图7H)。外泌体分析揭示循环METTL14主要源自血管内皮(补充图S11B),为无创诊断提供新思路。
该研究首次阐明METTL14通过RNA表观修饰调控血管衰老的精确机制,突破性地发现:①内皮细胞衰老可通过m6A甲基化"记忆"传递给平滑肌细胞;②血液外泌体METTL14可作为血管衰老液体活检标志物;③TLR4抑制剂或可成为抗血管衰老的潜在药物。这些发现为延缓衰老相关心血管疾病提供了全新干预策略,相关成果已申请治疗动脉硬化的METTL14抑制剂专利(专利号未公开)。
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