METTL3介导的m6A修饰通过调控DNMT1 mRNA稳定性加重冠状动脉疾病中的血管内皮炎症

《Experimental Cell Research》：METTL3-mediated m6A Modification Exacerbates Vascular Endothelial Inflammation in Coronary Artery Disease by Regulating DNMT1 mRNA Stability

　　

•METTL3 在冠状动脉疾病（CAD）中上调。
•METTL3 促进 CAD 中的内皮炎症。
•METTL3 介导 DNMT1 的 m6A 修饰。
•METTL3 招募 YTHDF1 以增强 DNMT1 mRNA 的稳定性。
•DNMT1 通过抑制 DNMT3B 的表达来促进内皮炎症。
引言
冠状动脉疾病（CAD）是全球首要的死亡原因，动脉粥样硬化（AS）是其根本病理基础 [1]。斑块积聚和动脉壁增厚，伴随血管内皮功能障碍和持续性炎症反应，既是 AS 进展的启动因素，也是关键驱动因素 [2]。在早期阶段，如氧化型低密度脂蛋白（oxLDL）等修饰型低密度脂蛋白血清水平升高，通过其细胞毒性作用诱导血管内皮损伤和激活 3, 4。活化的内皮细胞上调粘附分子，包括血管细胞粘附分子 -1（VCAM-1）和细胞间粘附分子 -1（ICAM-1），并分泌促炎细胞因子，如白细胞介素 -6（IL-6）、白细胞介素 -1β（IL-1β）和单核细胞趋化蛋白 -1（MCP-1）。这些变化促进单核细胞粘附和跨内皮迁移至内皮下内膜。浸润的单核细胞随后分化为巨噬细胞，吞噬 oxLDL 和胆固醇形成泡沫细胞 5, 6——动脉粥样硬化坏死核心中的关键细胞成分。越来越多的证据表明，靶向抑制 AS 中的炎症级联反应可有效减轻 CAD 的疾病进展和血管炎症 [7]。因此，阐明控制冠状血管内皮炎症的精确分子机制至关重要。

N6-甲基腺苷（m6A）是真核生物 mRNA 中最丰富的内部化学修饰，在 RNA 代谢中发挥核心调控作用，包括稳定性、剪接、转运和翻译。m6A 的沉积由多组分甲基转移酶书写复合物催化，其催化核心由甲基转移酶样蛋白 3（METTL3）、甲基转移酶样蛋白 14（METTL14）和 Wilms 瘤 1 关联蛋白（WTAP）组成。相反，其去除和功能解读分别由去甲基化酶（如 FTO 和 ALKBH5）和阅读蛋白（如 YTH N6-甲基腺苷 RNA 结合蛋白 1-3 [YTHDF1-3] 和 YTHDC1-2）动态调控。作为研究最透彻的 m6A 甲基转移酶，METTL3 越来越被认为与炎症疾病的发生发展有关。METTL3 表达的异常与多种病理状况的发生发展相关，包括心血管和代谢疾病、退行性疾病、免疫相关疾病和恶性肿瘤 8, 9。除了影响上皮细胞、血管内皮细胞和成纤维细胞外，METTL3 还调节巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、Th17 细胞和自然杀伤细胞等关键免疫细胞的行为 8, 10。这些发现将 METTL3 确定为炎症状况的潜在治疗靶点。特别值得注意的是，YTHDF1 是 m6A 修饰中的关键阅读蛋白，它识别并结合 METTL3 修饰的 RNA 以参与疾病进展。Wang 等人报道，Mettl3–m6A–YTHDF1 轴有潜力减轻代谢功能障碍相关脂肪性肝病中的线粒体功能障碍并减少疾病进展 [11]。Tang 等人强调，子宫内膜基质细胞中 METTL3 的下调减少了 GPX4 mRNA 的 m6A 修饰，从而抑制了 YTHDF 介导的 GPX4 mRNA 翻译，导致异位子宫内膜细胞发生铁死亡，这有助于子宫腺肌病 [12]。在心血管研究中，越来越多的证据表明 m6A 修饰在心肌肥厚、心力衰竭、缺血再灌注损伤和代谢失调等病理中发挥关键作用 13, 14。然而，m6A 修饰在调节 CAD 相关内皮炎症中的精确机制作用仍未完全理解。

哺乳动物的 DNA 甲基化模式通过 DNA 甲基转移酶 1（DNMT1）和泛素 E3 连接酶 UHRF1 的协同作用维持。作为核心 DNA 甲基化酶，DNMT1 表现出异常表达，与炎症和自身免疫疾病的发展相关 15, 16。DNMT1 基因的遗传多态性与汉族人群中 CAD 的易感性相关 [17]。最近的一项研究进一步揭示，DNMT1 介导的 cg06744540 位点低甲基化导致 CLEC5A 表达的表观遗传上调，诱导单核细胞/巨噬细胞功能障碍并加速 CAD 进展 [18]。此外，由 DNMT3A 和 DNMT3B 组成的 DNMT3 家族稳定维持甲基化位点。研究表明，DNMT1 和 DNMT3B 的协同作用通过调节靶基因甲基化促进各种恶性肿瘤的进展，包括肺癌、乳腺癌、前列腺癌和胃癌 19, 20, 21。尽管如此，DNMT1/DNMT3B 在 CAD 中的作用仍未被探索，且其表达是否受 RNA 表观遗传修饰 m6A 的调控尚不清楚。在此背景下，本研究旨在阐明 CAD 病理条件下内皮细胞中 METTL3 的表达谱，以及 METTL3 从 RNA 表观遗传学角度调节冠状血管内皮炎症反应的分子机制。这些发现有望为 METTL3 靶向策略在管理心血管疾病中的潜在临床应用建立理论基础。

本研究揭示了 METTL3 介导的 m6A 修饰在 CAD 相关血管内皮炎症中的关键作用和分子机制。在 CAD 病理条件下，内皮细胞中 METTL3 表达上调，并特异性修饰 DNA 甲基转移酶 1（DNMT1）mRNA 的 3'非翻译区（3'UTR）。这种修饰促进 YTHDF1 与 DNMT1 mRNA 结合，从而增强 mRNA 稳定性并增加蛋白水平。上调的 DNMT1 随后抑制 DNMT3B 的表达，进一步加剧血管内皮细胞的炎症反应并加速 AS 进展。本研究不仅验证了 METTL3 作为 CAD 潜在诊断生物标志物的价值，更重要的是，确定了 METTL3 或其下游通路作为干预血管内皮炎症和延缓 AS 发展的有前景的治疗靶点，从而为新型抗动脉粥样硬化药物的开发提供了重要的理论基础。

章节片段
诊断为 CAD 的患者
一项病例对照研究涉及 20 名 CAD 患者和 20 名健康对照。收集所有参与者的外周血样本，并储存在?80°C 以备后续分析。
患者纳入标准为：(1) 确诊的临床急性冠状动脉综合征（ACS）诊断，支持特征性心电图变化、症状和相关实验室检查结果；(2) 成功的光学相干断层扫描（OCT）检查；(3) 完整的临床记录，

METTL3 在 CAD 中上调
最近的研究已将 METTL3 确定为 CAD 中的关键介质，其表达升高可能作为诊断生物标志物和临床结局预测因子 [24]。GEO 数据集 GSE120774 的分析显示，与正常对照相比，CAD 患者脂肪组织中 METTL3 显著升高（图 1A）。这种上调通过 RT-qPCR 在 CAD 患者和健康志愿者的外周血样本中得到证实（图 1B），表明 METTL3 表达普遍

讨论
本研究首次阐明了 METTL3/DNMT1 轴在 CAD 相关血管内皮炎症中的核心调控作用和分子机制。METTL3 作为 CAD 相关内皮炎症过程中的促炎介质。生物信息学分析和 CAD 患者的外周血数据显示，在 CAD 病理条件下 METTL3 上调。这一发现，连同 HCAEC 实验和 ApoE-/- 小鼠模型的结果，

结论
本研究 delineates（阐明）了 METTL3 介导的 m6A RNA 修饰在促进 CAD 期间血管内皮炎症中的关键作用。在 CAD 病理条件下，内皮细胞中 METTL3 表达升高，其催化 m6A 甲基化特异性地发生在 DNMT1 mRNA 的 3'UTR 内。这种表观转录修饰促进了 m6A 阅读蛋白 YTHDF1 的招募，该蛋白增强了 DNMT1 转录本的稳定性，从而增加了 DNMT1 蛋白丰度。DNMT1。CRediT 作者贡献声明
JiuMao Ye：撰写 – 初稿，资金获取，形式分析，数据管理，概念化。PeiChao Ren：可视化，资源，项目管理，方法论。RenJie Song：撰写 – 审阅与编辑，可视化，验证，监督，软件

伦理声明
已获所有参与者或其合法代表书面知情同意参与本研究并发表文章。已遵守参与者的隐私权。
本研究包括器官或组织捐赠者。本研究包括人类生物材料，并获得捐赠者或其亲属或合法代表同意用于本研究及发表文章。本研究使用的样本并非来自被执行死刑者
利益冲突
作者没有声明任何利益冲突。
数据可用性
数据可根据要求从通讯作者处获得。
伦理陈述
本研究中所有涉及人类受试者的程序均符合机构及/或国家研究委员会的伦理标准以及 1964 年《赫尔辛基宣言》及其后来的修正案，且研究方案经遵义医科大学附属医院批准（批准号：KLL-2023-658）。所有动物实验均遵守 ARRIVE 指南，并按照美国国立卫生研究院指南进行

生成式人工智能和人工智能辅助技术声明
在准备本手稿期间，作者使用了人工智能辅助语言编辑工具进行英语润色、语法纠正和可读性改进。

资助
贵州省科学技术项目（LC-2025-130）

利益冲突声明
作者声明没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本论文中报告的工作。

致谢
我们感谢遵义医科大学附属医院实验动物中心和核心设施提供的动物护理和仪器使用，以及 GEO 数据库（GSE120774）提供的公开数据。

JiuMao Ye|PeiChao Ren|RenJie Song