《Advanced Science》（簡(jiǎn)稱 “Adv. Sci.”）是由Wiley-VCH GmbH出版的國(guó)際頂級(jí)綜合性科學(xué)期刊。

影響因子：14.1

期刊ISSN：2198-3844

分區(qū)：中科院1 區(qū)，且為 TOP 期刊。

發(fā)文量：3646/年（2024年）

自引率：2.80%

1、 研究背景

銀屑病是一種由異常免疫反應(yīng)和持續(xù)性炎癥驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜慢性炎癥性皮膚病。巨噬細(xì)胞在其發(fā)病機(jī)制中扮演著核心角色，已有研究證明，清除巨噬細(xì)胞可減輕皮膚炎癥并使Th1細(xì)胞因子水平正?；ｃy屑病患者表現(xiàn)出循環(huán)單核細(xì)胞水平升高，且這些細(xì)胞主要向促炎的M1表型傾斜。此外，M1巨噬細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子，包括TNFα、IL-23和IL-12，在銀屑病皮損中顯著上調(diào)，而抗TNFα療法已被證明能抑制受影響組織中的M1極化。

近年來(lái)，N6-甲基腺苷（m?A）RNA修飾被確定為巨噬細(xì)胞功能的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。例如，m?A“書寫酶”METTL3已被證明可通過(guò)甲基化STAT1 mRNA來(lái)增強(qiáng)M1極化。然而，m?A修飾在銀屑病巨噬細(xì)胞中的功能意義在很大程度上仍未明確。另一方面，內(nèi)體Toll樣受體TLR7-9的異常激活被認(rèn)為是銀屑病的致病驅(qū)動(dòng)因素，TLR7激動(dòng)劑已被證明可將銀屑病皮膚中的巨噬細(xì)胞向更高的M1/M2比率轉(zhuǎn)變。近期研究確定了TASL是介導(dǎo)TLR7-9信號(hào)下游IRF5激活的關(guān)鍵接頭蛋白，其功能類似于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體上的IRF3接頭STING和MAVS。然而，調(diào)控銀屑病中TLR7-TASL-IRF5軸的機(jī)制仍不清楚。該篇研究旨在闡明m?A修飾在銀屑病巨噬細(xì)胞中的作用及其與TASL-IRF5信號(hào)通路的潛在聯(lián)系，以揭示新的治療靶點(diǎn)。

2、 研究結(jié)果

1) 條件性敲除巨噬細(xì)胞中的Mettl3可緩解小鼠銀屑病樣表型

研究人員通過(guò)構(gòu)建巨噬細(xì)胞特異性 Mettl3 敲除小鼠，發(fā)現(xiàn)其骨髓來(lái)源巨噬細(xì)胞及 IMQ 誘導(dǎo)銀屑病樣皮損的 F4/80?巨噬細(xì)胞中 m6A修飾水平顯著降低；在功能上，Mettl3 缺失使小鼠 PASI 評(píng)分顯著降低，組織學(xué)顯示表皮增厚、角化過(guò)度減輕，EdU 染色結(jié)果顯示，表皮細(xì)胞增殖受到抑制，流式細(xì)胞術(shù)發(fā)現(xiàn)皮損中 CD45?免疫細(xì)胞、γδ T 細(xì)胞及朗格漢斯細(xì)胞浸潤(rùn)減少，qRT-PCR 檢測(cè)到 Il17a、Il23p19 等炎癥因子 mRNA 表達(dá)下調(diào)，這些數(shù)據(jù)表明巨噬細(xì)胞中的 METTL3 是驅(qū)動(dòng)銀屑病炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵正調(diào)控因子。

2) 條件性敲除Alkbh5基因加劇小鼠銀屑病樣表型

研究人員發(fā)現(xiàn)，Alkbh5 缺失呈現(xiàn)與 Mettl3 敲除完全相反的表型，Alkbh5 敲除小鼠的巨噬細(xì)胞及皮損巨噬細(xì)胞中 m6A 修飾水平顯著升高，PASI 評(píng)分更高、表皮增厚等病理變化更嚴(yán)重，EdU 染色顯示表皮細(xì)胞增殖更活躍，流式細(xì)胞術(shù)證實(shí)皮損免疫細(xì)胞浸潤(rùn)增加，且皮損中炎癥因子 mRNA 表達(dá)顯著上調(diào)，這些發(fā)現(xiàn)表明，Alkbh5基因缺失加劇了IMQ誘導(dǎo)的銀屑病表型。

3) 巨噬細(xì)胞中的N6-甲基腺苷修飾促進(jìn)M1型極化

研究人員通過(guò)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Mettl3 敲除小鼠皮損中浸潤(rùn)巨噬細(xì)胞總數(shù)減少、M1 型巨噬細(xì)胞比例顯著降低，Alkbh5 敲除呈現(xiàn)相反趨勢(shì)即總數(shù)增多、M1 巨噬細(xì)胞比例升高；體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Mettl3 缺失抑制 IMQ 誘導(dǎo)的 M1 極化，Alkbh5 缺失則促進(jìn)M1 極化。同時(shí)，Mettl3 敲除抑制 ROS 產(chǎn)生、下調(diào) Il23p19 等促炎因子表達(dá)，Alkbh5 敲除增強(qiáng) ROS 水平、上調(diào)炎癥因子表達(dá)；研究結(jié)果表明，Mettl3和Alkbh5通過(guò)m6A依懶性方式導(dǎo)致表型改變。

4) Slc15a3在巨噬細(xì)胞中受到m6A修飾

為探究 m6A 調(diào)控巨噬細(xì)胞功能的機(jī)制，研究人員對(duì)三組小鼠 BMDMs 進(jìn)行 MeRIP-seq，發(fā)現(xiàn) m6A 差異修飾基因富集于銀屑病相關(guān)通路，最終鎖定 Slc15a3。驗(yàn)證顯示，Slc15a3 的 m6A 修飾位于 3'-UTR，修飾水平與 mRNA 表達(dá)正相關(guān)，且受 Mettl3/Alkbh5 調(diào)控；放線菌素 D 實(shí)驗(yàn)證實(shí)m6A 可增強(qiáng)其 mRNA 穩(wěn)定性，熒光素酶實(shí)驗(yàn)顯示修飾位點(diǎn)突變會(huì)破壞穩(wěn)定性。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn) m6A “閱讀者” YTHDF1 通過(guò)結(jié)合 Slc15a3 mRNA依賴 m6A 位點(diǎn)調(diào)控其表達(dá)，最終證實(shí) m6A 的 “書寫 - 擦除 - 閱讀” 系統(tǒng)通過(guò)修飾 Slc15a3 mRNA 3'-UTR 維持其穩(wěn)定性。

5) SLC15A3是mettl3和alkbh5缺陷巨噬細(xì)胞中M1極化的關(guān)鍵介導(dǎo)因子

研究人員為了進(jìn)一步驗(yàn)證 SLC15A3 在 M1 極化中的功能作用，通過(guò)回補(bǔ)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)具有催化活性的 METTL3 和 ALKBH5 可調(diào)控 Slc15a3 表達(dá)；在 Raw264.7 巨噬細(xì)胞中，用兩種 siRNA 敲低 Slc15a3，能抑制 IMQ 誘導(dǎo)的 Il23p19、Il6 等促炎因子 mRNA 表達(dá)及 M1 標(biāo)志物 CD86 蛋白表達(dá)。拯救實(shí)驗(yàn)顯示，Mettl3 敲除 BMDMs 中過(guò)表達(dá) Slc15a3 可恢復(fù) M1 極化能力，Alkbh5 敲除 BMDMs 中敲低 Slc15a3 能抑制過(guò)度 M1 極化，明確 SLC15A3 是 m?A 修飾下游不可或缺的功能執(zhí)行者。

6) SLC15A3促進(jìn)TASL定位溶酶體以激活TASL-IRF5信號(hào)通路

研究人員進(jìn)一步探究 SLC15A3 的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)其與天然免疫信號(hào)通路相關(guān)。HEK293T 細(xì)胞免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)證實(shí)，SLC15A3、SLC15A4 與 TASL 存在相互作用，且 SLC15A3 能增強(qiáng) SLC15A4 與 TASL 的結(jié)合；Raw264.7 巨噬細(xì)胞活細(xì)胞成像顯示，SLC15A3 可促進(jìn) TASL 招募到溶酶體，IMQ 刺激下該作用更顯著。下游信號(hào)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，Mettl3 敲除能夠抑制 IRF5 磷酸化激活，Alkbh5 敲除則增強(qiáng)IRF5 磷酸化激活，回補(bǔ)或敲低 SLC15A3 可逆轉(zhuǎn) IRF5 激活狀態(tài)；使用抑制劑 C5，能夠抑制 Alkbh5 缺失導(dǎo)致的過(guò)度 M1 極化及炎癥因子表達(dá)，闡明 SLC15A3 通過(guò)調(diào)控 TASL-IRF5 信號(hào)軸影響巨噬細(xì)胞功能的機(jī)制。

7) 巨噬細(xì)胞中METTL3/ALKBH5-m6A-SLC15A3通路與銀屑病嚴(yán)重程度相關(guān)

研究人員將基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)與臨床樣本結(jié)合，發(fā)現(xiàn)銀屑病患者皮損 CD68?巨噬細(xì)胞中，m6A 水平、METTL3 蛋白表達(dá)升高，ALKBH5 蛋白表達(dá)降低；患者皮損及外周血單核細(xì)胞中，SLC15A3 mRNA 的 m?A 修飾與表達(dá)均顯著升高，免疫熒光也證實(shí)其蛋白在皮損巨噬細(xì)胞中增加。關(guān)鍵的是，m6A 水平、SLC15A3 的 m6A 修飾及 mRNA 表達(dá)均與患者 PASI 評(píng)分正相關(guān)。此外，METTL3 抑制劑 STM2457 可抑制患者巨噬細(xì)胞 M1 極化，在小鼠模型中局部應(yīng)用也能改善銀屑病樣癥狀，為靶向 m6A 通路的治療提供臨床轉(zhuǎn)化依據(jù)。

3、 研究結(jié)論

該篇文章研究發(fā)現(xiàn)，銀屑病巨噬細(xì)胞中 N6- 甲基腺苷（m6A）修飾水平升高即甲基轉(zhuǎn)移酶 METTL3 上調(diào)、去甲基化酶 ALKBH5 下調(diào)；巨噬細(xì)胞特異性敲除 METTL3 可緩解小鼠銀屑病樣表型，敲除 ALKBH5 則加重癥狀。機(jī)制上，m6A 通過(guò) “書寫者” METTL3、“擦除者” ALKBH5 及 “閱讀者” YTHDF1，穩(wěn)定 Slc15a3 mRNA；SLC15A3 進(jìn)一步促進(jìn) TASL 定位于溶酶體，激活 IRF5 信號(hào)，最終推動(dòng)巨噬細(xì)胞 M1 型極化。此外，m6A 與 SLC15A3 水平均與銀屑病 PASI 評(píng)分正相關(guān)，METTL3 抑制劑可緩解疾病表型，提示 m6A-SLC15A3-TASL-IRF5 軸或?yàn)殂y屑病治療新靶點(diǎn)。