FTO介导的m6A去甲基化通过调控YAP1影响髓核细胞衰老的分子机制研究

本研究针对椎间盘退变(IVDD)中髓核(NP)细胞衰老的关键问题，揭示了FTO通过m6A去甲基化调控YAP1表达的新机制。研究人员发现退变组织中FTO和YAP1表达显著降低，而YAP1的m6A修饰增加；体外实验证实FTO敲除会加剧细胞衰老，而过表达YAP1可逆转该表型。这项发表于《Mechanisms of Ageing and Development》的研究为IVDD治疗提供了新的表观遗传学靶点。

　　

随着全球老龄化加剧，腰痛已成为致残的首要原因之一，其中椎间盘退变(IVDD)是最主要的病因。到2050年，预计全球将有超过8亿人受此困扰。椎间盘中央的髓核(NP)组织随着年龄增长逐渐被纤维组织替代，而NP细胞衰老被认为是推动这一进程的关键因素。然而，NP细胞衰老的具体分子机制尚未完全阐明，这严重制约了针对性治疗策略的开发。

近年来，表观遗传调控在衰老过程中的作用备受关注。N6-甲基腺苷(m6A)作为真核生物mRNA最常见的修饰方式，可通过影响RNA稳定性、定位和翻译效率调控基因表达。其中脂肪和肥胖相关基因(FTO)作为重要的m6A去甲基化酶，与多种衰老相关疾病存在关联。与此同时，Hippo信号通路的核心效应分子YAP1（Yes-associated protein 1）已被证实参与细胞增殖和凋亡调控，但其在IVDD中的表观遗传调控机制仍属空白。

针对这一科学问题，东南大学附属中大医院骨科团队在《Mechanisms of Ageing and Development》发表了创新性研究成果。研究人员首先收集了人类退变椎间盘样本，通过MRI和组化分析确认退变程度；建立大鼠尾椎穿刺模型模拟IVDD进程；采用IL-1β诱导构建NP细胞衰老模型。关键技术包括m6A测序分析、RNA免疫共沉淀(RIP-qPCR)、免疫荧光染色、SA-β-gal衰老染色和EdU增殖检测等。

研究结果显示：

1. 1.

   人类退变NP组织中FTO和YAP1表达显著降低

   MRI和组化分析显示，与健康组织相比，退变NP组织中FTO阳性细胞比例从51.73%降至23.87%，YAP1阳性细胞从51.80%降至21.47%。Western blot证实两者蛋白水平同步下降，同时伴随衰老标志物p21、p53上调和细胞外基质Aggrecan、Collagen II减少。

2. 2.

   大鼠模型验证m6A修饰异常

   穿刺诱导的IVDD大鼠模型中，退变NP组织m6A整体水平升高，FTO和YAP1表达降低与人类样本趋势一致。m6A-seq分析发现YAP1转录本存在15个高可信度m6A修饰位点，且退变组织中YAP1的m6A修饰增加伴随mRNA水平下降。

3. 3.

   FTO-YAP1互作调控细胞衰老

   分子对接预测FTO与YAP1存在氢键相互作用，RIP实验证实FTO可直接结合YAP1 mRNA。IL-1β诱导的衰老NP细胞中，FTO敲除导致YAP1表达下降、SA-β-gal阳性率升高；而YAP1过表达可逆转FTO缺失引发的衰老表型，恢复细胞增殖能力。

4. 4.

   通路分析揭示调控机制

   KEGG分析显示m6A修饰差异基因富集于"细胞周期"和"Hippo信号通路"。实验证实FTO通过去甲基化维持YAP1表达，从而抑制p21/p53通路激活，减轻SASP（衰老相关分泌表型）反应，保护细胞外基质稳态。

这项研究首次阐明了FTO-m6A-YAP1轴调控NP细胞衰老的分子机制，为IVDD治疗提供了新的表观遗传靶点。特别值得注意的是，研究人员发现YAP1过表达可独立于FTO改善衰老表型，这为开发绕过复杂表观调控网络的直接干预策略提供了理论依据。鉴于全球椎间盘退变疾病负担日益加重，该成果不仅具有重要科学价值，更有望转化为延缓椎间盘退变的新型治疗手段。未来研究可进一步探索FTO-YAP1轴下游效应分子，如mTOR等信号通路的参与机制，为精准医疗提供更多靶点选择。