METTL3依赖的LGMN mRNA N6-甲基腺苷修饰促进巨噬细胞铁死亡和动脉粥样硬化

METTL3-dependent N6-methyladenosine modification on LGMN mRNA promotes macrophage ferroptosis and atherosclerosis

作者信息Yang He, Kaisheng Jiang, Junhong Sun, Qianhao Zhao, Jiacheng Yue, Wenzhao Wei, Jie Cao, Da Zheng, Hui Yao, Shuquan Zhao, Hu Zhao, Erwen Huang
PMID41506595
发布时间2026-03
DOI10.1016/j.yjmcc.2026.01.003

实验完整度

包含体内动物模型(ApoE−/−小鼠)、体外细胞实验(BMDM)、临床样本(人动脉斑块)、单细胞测序数据分析,并通过功能获得/缺失、救援实验及机制验证(RIP、多聚糖体分析)确证METTL3-LGMN-YTHDF1通路。

主要模型

ApoE-/-小鼠AS模型 骨髓源性巨噬细胞(BMDM) 人冠状动脉/颈动脉斑块标本 Ldlr-/-小鼠斑块单细胞数据(GSE155513)

重点核对

ApoE-/-小鼠HFD喂养16周建立AS模型 METTL3抑制剂STM2457(50 mg/kg,腹腔注射,每日一次) Fer-1(1 mg/kg,腹腔注射,每日一次) AAV-shMETTL3或AAV-shLGMN尾静脉注射(5×10^11病毒基因组) BMDM中ox-LDL(100 μg/mL)处理

摘要

N6-甲基腺苷(m6A)修饰在多种生物过程中发挥重要作用,但其在巨噬细胞中的功能及其与铁死亡在促进动脉粥样硬化(AS)中的潜在联系仍不清楚。本研究发现,小鼠AS动脉中m6A修饰水平和甲基转移酶样3(METTL3)表达升高。小鼠和人类AS动脉中METTL3阳性巨噬细胞数量增加。系统性抑制或巨噬细胞特异性敲低METTL3可减轻小鼠AS斑块形成。RNA测序显示,在骨髓源性巨噬细胞(BMDM)中敲低METTL3后,铁死亡相关基因富集。与此一致,抑制铁死亡也减少了AS斑块。进一步分析显示,小鼠AS动脉中legumain(LGMN)的m6A修饰和表达增加。在氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)处理的BMDM和AS病变内的巨噬细胞中也检测到LGMN表达升高。在BMDM中敲低LGMN可减轻ox-LDL诱导的铁死亡、脂质沉积和炎症反应。小鼠巨噬细胞特异性敲低LGMN可减少AS动脉中的斑块形成和铁死亡。此外,巨噬细胞特异性敲低METTL3可抑制AS动脉中LGMN表达的上调。ox-LDL对BMDM的作用可被METTL3敲低消除,但被LGMN过表达挽救。机制上,YTHDF1与m6A甲基化的LGMN mRNA结合并增强其翻译。总之,体内和体外结果表明,LGMN通过将METTL3依赖的m6A修饰与巨噬细胞铁死亡联系起来,作为AS的新型中介因子。

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
METTL3介导的m6A修饰是否通过调控LGMN促进巨噬细胞铁死亡从而加剧动脉粥样硬化?
核心机制
METTL3通过m6A修饰LGMN mRNA,YTHDF1识别并结合该修饰,增强LGMN翻译,进而促进巨噬细胞铁死亡,加速AS进展。
主要证据
在ApoE-/-小鼠、BMDM和人AS斑块中,METTL3/ LGMN表达上调;METTL3或LGMN敲低减轻斑块和铁死亡;过表达LGMN逆转METTL3敲低效应;RIP和polysome分析证实YTHDF1结合并促进LGMN翻译。
研究意义
本研究确定LGMN为METTL3调控巨噬细胞铁死亡的新下游靶点,并作为AS的介导因子,拓宽了AS发病机制的理解,为AS治疗提供潜在靶点。

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

AS模型建立与表型分析

建立ApoE-/-小鼠AS模型,并验证METTL3/ LGMN在AS动脉中的表达和修饰水平。

采用HFD喂养ApoE-/-小鼠16周,通过MeRIP-seq、qPCR、WB、IF等检测m6A水平和METTL3表达;通过H&E、Oil Red O、TEM评估斑块和线粒体形态。

2

METTL3功能缺失与抑制实验

验证METTL3在AS中的作用及其对巨噬细胞铁死亡的影响。

使用STM2457抑制METTL3,或用AAV-shMETTL3进行巨噬细胞特异性敲低;检测斑块面积、脂质沉积、铁死亡标志物。在BMDM中敲低METTL3,检测ox-LDL和Erastin诱导的铁死亡相关指标。

3

LGMN功能缺失与过表达实验

验证LGMN在AS和巨噬细胞铁死亡中的作用。

通过AAV-shLGMN在体内敲低LGMN,评估斑块和铁死亡;在BMDM中敲低或过表达LGMN,检测脂质沉积、铁死亡、炎症反应。

4

METTL3-LGMN机制验证

证实METTL3通过m6A修饰调控LGMN表达,并揭示其机制。

通过MeRIP-seq分析LGMN mRNA的m6A修饰;双荧光素酶报告基因、RIP-qPCR和polysome profiling验证METTL3和YTHDF1对LGMN的调控。

5

YTHDF1功能验证

验证YTHDF1作为m6A阅读蛋白结合LGMN mRNA并促进其翻译。

在BMDM中敲低YTHDF1,检测LGMN表达和炎症因子;通过RIP-qPCR验证YTHDF1与LGMN mRNA结合。

6

统计与数据分析

确保实验数据的统计学差异。

使用GraphPad Prism进行t检验或ANOVA,数据以mean±SD表示。

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
STM2457GLPBIOGC19771
Ferrostatin-1MCEHY-100579
巨噬细胞集落刺激因子NovoProteinCB34
氧化低密度脂蛋白Yiyuan BiotechnologyYB-002
ErastinMCEHY-15763
Lipofectamine RNAiMAXThermo Fisher Scientific--
彩色SYBR Green qPCR预混液EZBioscienceA0012-R2
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
抗METTL3抗体Proteintech15073-1-AP
抗LGMN抗体SANTACRUZsc-133234
抗CD68抗体Abcamab283654
抗LGMN抗体Santa Cruz Biotechnologysc-133234
抗METTL3抗体Proteintech67733-1-Ig
JC-1染料BeyotimeC2006

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
ApoE-/-小鼠品系、性别、年龄、体重;HFD脂肪和胆固醇含量及喂养时长;对照组设置。
阅读提示:Methods 2.1和2.2,以及图1和图3图例。
药物处理
STM2457和Fer-1的剂量、给药方式(腹腔注射)、给药时间及频率;STM2457为每日注射2周,Fer-1为每日注射8周。
阅读提示:Methods 2.2和补充图S1、S4。
细胞培养与处理
BMDM提取方法、分化条件(M-CSF浓度)、ox-LDL浓度、Erastin浓度及处理时间;siRNA转染浓度和时间。
阅读提示:Methods 2.11和2.12,以及图S3和S6。
基因敲低/过表达
AAV-shRNA构建、注射病毒剂量和时间点;siRNA和过表达载体的序列;lentivirus的MOI和处理时间。
阅读提示:Methods 2.2和2.12,以及图3、5和S7。