ZHX2通过表观遗传沉默YTHDF2抑制糖尿病诱导的肝损伤和铁死亡

ZHX2 inhibits diabetes-induced liver injury and ferroptosis by epigenetic silence of YTHDF2.

作者信息Wei Meng, Linghua Li
PMID39987125
发布时间2025-02-22
DOI10.1038/s41387-025-00355-0

实验完整度

高

包含体内小鼠模型(HFD+STZ)和体外细胞模型(HG诱导Huh7细胞),并通过过表达/敲低、ChIP、RIP、荧光素酶报告基因等验证功能与机制。

主要模型

HFD+STZ诱导的糖尿病小鼠模型 高糖(HG)诱导的Huh7细胞模型

重点核对

DM小鼠模型:高脂饮食12周,STZ注射(40mg/kg/d,i.p.)连续5天,血糖>16.7mmol/L确定为糖尿病 AAV-ZHX2或AAV-NC尾静脉注射(200μL,2×10^11 vg/小鼠)在DM模型建立后 HG处理条件:30mM D-glucose处理72小时 体内实验每组n=7,体外实验n=3 YTHDF2通过m6A修饰识别并降解ZHX2 mRNA,ZHX2结合YTHDF2启动子抑制其转录

摘要

目的:代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)是2型糖尿病(DM)的常见并发症。转录因子锌指和同源盒2(ZHX2)已被涉及慢性肝病的发病机制,但其在DM诱导的肝损伤中的确切作用和潜在机制仍不清楚。方法:为研究此问题,我们使用高脂饮食(HFD)和链脲佐菌素(STZ)建立小鼠DM模型,同时使用高糖(HG)暴露在体外模拟DM。通过荧光素酶报告基因实验、染色质免疫沉淀、RNA免疫沉淀和拯救实验等多种实验,我们旨在揭示涉及ZHX2的机制。结果:我们的发现显示,在DM小鼠的肝脏和HG诱导的Huh7细胞中,ZHX2较低而YTHDF2较高。ZHX2过表达挽救了DM诱导的肝损伤。ZHX2过表达也在体内和体外逆转了DM诱导的肝脏铁死亡。机制上,YTHDF2识别m6A修饰的ZHX2 mRNA并促进其降解。反过来,ZHX2通过结合其启动子区域抑制YTHDF2的转录。敲低ZHX2通过激活YTHDF2诱导的GPX4和SLC7A11降解导致Huh7细胞铁死亡增加。结论:这些发现强调了ZHX2-YTHDF2-铁死亡通路在DM诱导的肝损伤中的作用,并表明靶向该通路可能具有改善此类损伤的治疗潜力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
ZHX2在糖尿病诱导的肝损伤和铁死亡中的作用及其潜在机制是什么?
核心机制
YTHDF2识别m6A修饰的ZHX2 mRNA并促进其降解,而ZHX2通过结合YTHDF2启动子抑制其转录,形成负反馈环;ZHX2通过抑制YTHDF2介导的GPX4和SLC7A11 mRNA降解来抑制铁死亡。
主要证据
DM小鼠和HG诱导的Huh7细胞中ZHX2降低、YTHDF2升高;ZHX2过表达减轻体内外肝损伤和铁死亡;ChIP、RIP、荧光素酶报告基因实验证明ZHX2与YTHDF2的相互调控;敲低ZHX2激活铁死亡,而敲低YTHDF2逆转此效应。
研究意义
靶向ZHX2-YTHDF2-铁死亡通路可能为糖尿病相关MASLD的治疗提供潜在策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物模型建立与分组

建立糖尿病小鼠模型并验证ZHX2表达变化。

8周龄雄性C57BL/6小鼠适应性喂养1周后随机分为对照组(标准饮食12周)和DM组(高脂饮食全程,并在第6周后连续5天注射STZ 40 mg/kg/d),以血糖>16.7 mmol/L确定为糖尿病小鼠。

2

体内ZHX2过表达与表型评估

验证ZHX2过表达对糖尿病肝损伤和铁死亡的影响。

DM模型建立后,通过尾静脉注射AAV-ZHX2或AAV-NC,继续高脂饮食4周,然后检测肝重、肝体比、血清ALT/AST、HE染色、GSH、MDA、铁离子含量、DAB-Prussian blue染色,以及GPX4、SLC7A11、TFR-1蛋白表达。

3

体外细胞模型与ZHX2过表达

验证ZHX2过表达对高糖诱导的Huh7细胞铁死亡的影响。

Huh7细胞在HG(30mM D-glucose)或NG(5.6mM D-glucose+24.4mM mannitol)条件下培养72小时,转染ZHX2过表达载体或对照,检测细胞活力(MTT)、GSH、MDA、Fe2+含量以及GPX4、SLC7A11蛋白表达。

4

YTHDF2介导ZHX2 mRNA降解的机制验证

验证YTHDF2是否通过识别m6A修饰促进ZHX2 mRNA降解。

使用SRAMP预测m6A位点,通过m6A-RIP验证m6A修饰,RIP验证YTHDF2与ZHX2 mRNA的结合,YTHDF2过表达后检测ZHX2 mRNA水平和稳定性(放线菌素D实验)。

5

ZHX2抑制YTHDF2转录的机制验证

验证ZHX2是否通过结合YTHDF2启动子抑制其转录。

通过ChIP检测ZHX2在YTHDF2启动子区域的富集,过表达ZHX2后检测YTHDF2 mRNA水平,并用荧光素酶报告基因检测YTHDF2启动子活性。

6

ZHX2-YTHDF2调控铁死亡功能的拯救实验

验证ZHX2通过抑制YTHDF2介导的GPX4和SLC7A11降解来抑制铁死亡。

在HG诱导的Huh7细胞中敲低ZHX2或YTHDF2,检测细胞活力、GSH、MDA、Fe2+含量以及GPX4和SLC7A11蛋白表达,并通过双敲低验证YTHDF2敲低能逆转ZHX2敲低的影响。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
AAV9-ZHX2Genechem Co., LTD--
普鲁士蓝染色试剂盒Abcamab150674
DAB底物Beyotime--
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript™逆转录试剂盒Takara--
2×SYBR Green qPCR预混液Takara--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
GAPDH抗体Proteintech80570-1-RR
ZHX2抗体Abcamab205532
YTHDF2抗体Abcamab220163
GPX4抗体Abcamab125066
SLC7A11抗体Abcamab307601
TFR-1抗体Abcamab214039
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Solarbio--
Lipofectamine 3000试剂Invitrogen--
ALT检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
AST检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
GSH检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
MDA检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
铁检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
MTT试剂----
二甲基亚砜----
酶标仪BioTekSynergyH1
Simple ChIP试剂盒Cell Signaling Technology--
正常兔IgGCell Signaling Technology--
EZ-Magna RIP™ RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Merck Millipore17-701
抗m6A抗体Abcamab195352
双荧光素酶报告基因检测试剂盒PromegaE1910

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
小鼠品系、年龄、性别、体重;高脂饮食时间;STZ剂量、给药途径、给药时长;血糖判定标准。
阅读提示:Materials and methods - Animals and experimental procedure
体内过表达
AAV-ZHX2注射剂量、体积、时间点。
阅读提示:Materials and methods - Animals and experimental procedure; Fig. 2A
体外模型
Huh7细胞来源及验证;HG浓度、处理时间。
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and treatment
基因敲低/过表达转染
转染试剂、质粒或shRNA序列、转染时间。
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and treatment
铁死亡指标检测
检测试剂盒品牌、货号;样本量;阳性对照。
阅读提示:Materials and methods - Biochemical analysis