METTL14通过稳定ACSL4的m6A修饰促进胸主动脉瘤平滑肌细胞中的铁死亡

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铁死亡 胸主动脉瘤 平滑肌细胞 METTL14 ACSL4 m6A修饰

Mettl14通过稳定ACSL4的m6A修饰促进胸主动脉瘤中平滑肌细胞的铁死亡

学术背景

胸主动脉瘤（Thoracic Aortic Aneurysm, TAA）是一种严重的血管疾病，常导致主动脉破裂和急性夹层，具有极高的死亡率。目前，TAA的主要治疗手段是手术修复，但手术风险较大，且TAA的发病机制尚未完全阐明。TAA的发病与血管平滑肌细胞（Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs）的丢失、细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）的降解以及慢性炎症密切相关。近年来，铁死亡（Ferroptosis）作为一种新型的细胞死亡方式，被发现在多种疾病中发挥重要作用，但其在TAA中的具体调控机制尚不明确。因此，本研究旨在探讨Mettl14通过m6A修饰调控ACSL4 mRNA的稳定性，进而影响VSMCs的铁死亡，最终促进TAA的进展。

论文来源

本论文由Wenjun Wang、Jiayi Chen、Songqing Lai、Ruiyuan Zeng、Ming Fang、Li Wan和Yiying Li共同撰写。作者分别来自南昌大学江西医学院第一附属医院心血管外科、南昌大学第一临床医学院、南昌大学江西医学院第一附属医院高新分院急诊科以及南昌大学江西医学院第一附属医院产前诊断中心。论文于2024年12月14日首次发表在《American Journal of Physiology-Cell Physiology》期刊上，DOI为10.1152/ajpcell.00577.2024。

研究流程

1. TAA小鼠模型的建立与铁死亡的检测

研究首先通过注射血管紧张素II（Angiotensin II, Ang II）建立了TAA小鼠模型，并使用铁死亡抑制剂Liproxstatin-1进行治疗。实验分为三组：生理盐水组、Ang II组和Ang II + Liproxstatin-1组。通过超声检测小鼠胸主动脉的最大直径，评估病理损伤。结果显示，Ang II显著增加了胸主动脉的最大直径，并导致主动脉壁增厚、中膜肥大和弹性纤维断裂，而Liproxstatin-1部分逆转了这些病理变化。

2. VSMCs中铁死亡的诱导与Mettl14的表达

研究进一步在体外培养的人主动脉平滑肌细胞（Human Aortic Smooth Muscle Cells, HASMCs）中，使用铁死亡激活剂（Imidazole Ketone Erastin, IKE）诱导铁死亡，并检测Mettl14的表达。结果显示，IKE显著增加了HASMCs中的m6A修饰水平和Mettl14的表达。

3. Mettl14调控ACSL4 mRNA的稳定性

通过生物信息学预测和实验验证，研究发现ACSL4 mRNA存在m6A修饰位点，且Mettl14和IGF2BP2与ACSL4 mRNA直接结合。敲低Mettl14或IGF2BP2显著降低了ACSL4 mRNA的稳定性，并抑制了铁死亡。

4. 敲低Mettl14对TAA进展的影响

研究通过注射腺相关病毒（Adeno-Associated Viruses, AAVs）敲低Mettl14的表达，发现敲低Mettl14显著减少了Ang II诱导的胸主动脉最大直径的增加，并改善了病理损伤。此外，敲低Mettl14还降低了胸主动脉组织中MDA和Fe2+的水平，增加了GSH的水平，并上调了GPX4和SLC7A11的表达，同时下调了ACSL4的表达。

5. ACSL4过表达对Mettl14敲低的影响

最后，研究在HASMCs中过表达ACSL4，发现ACSL4过表达部分逆转了Mettl14敲低对铁死亡的抑制作用，进一步证实了Mettl14通过调控ACSL4表达促进铁死亡的机制。

主要结果

  1. TAA小鼠模型中铁死亡水平升高：Ang II显著增加了胸主动脉的最大直径，并导致VSMCs的铁死亡水平升高，而Liproxstatin-1部分逆转了这些变化。
  2. Mettl14在TAA中上调：Mettl14在TAA小鼠模型和IKE诱导的HASMCs中显著上调，且m6A修饰水平增加。
  3. Mettl14调控ACSL4 mRNA的稳定性：Mettl14通过m6A修饰稳定ACSL4 mRNA，IGF2BP2识别该修饰并增强其稳定性，从而促进铁死亡。
  4. 敲低Mettl14抑制TAA进展：敲低Mettl14显著减少了Ang II诱导的胸主动脉最大直径的增加，并改善了病理损伤，同时抑制了铁死亡。
  5. ACSL4过表达逆转Mettl14敲低的作用：ACSL4过表达部分逆转了Mettl14敲低对铁死亡的抑制作用，进一步证实了Mettl14通过调控ACSL4表达促进铁死亡的机制。

结论与意义

本研究首次揭示了Mettl14通过m6A修饰调控ACSL4 mRNA的稳定性，进而促进VSMCs的铁死亡，最终促进TAA的进展。这一发现不仅为TAA的发病机制提供了新的分子基础，也为开发靶向铁死亡的治疗策略提供了潜在的治疗靶点。通过抑制Mettl14或ACSL4的表达，可能有效减缓TAA的进展，为TAA的治疗提供了新的思路。

研究亮点

  1. 重要的发现：Mettl14通过m6A修饰调控ACSL4 mRNA的稳定性，促进VSMCs的铁死亡，进而促进TAA的进展。
  2. 新颖的研究方法：研究结合了生物信息学预测、RNA免疫沉淀（RIP）和RNA下拉实验等多种技术，系统验证了Mettl14与ACSL4 mRNA的相互作用。
  3. 潜在的应用价值：Mettl14和ACSL4可能成为TAA治疗的潜在靶点，为开发新型治疗药物提供了理论基础。

其他有价值的信息

本研究还提供了详细的实验数据和图表，支持了研究结论的可靠性。此外，作者还公开了相关数据集，供其他研究者进一步分析和验证。