m7G項目文章 | IF 20.6 中大附一團隊揭示METTL1介導m7G修飾通過CTSB促進類風濕關節炎滑膜侵襲的分子機製

2025-12-11

類風濕性關節炎(RA)是一種慢性自身免疫性疾病,其特征是持續的滑膜炎症和關節破壞,主要由激活的纖維樣滑膜細胞(FLS)驅動,這些細胞表現出對凋亡的抵抗、增zeng生sheng以yi及ji侵qin襲xi性xing行xing為wei,如ru遷qian移yi和he侵qin襲xi。盡jin管guan疾ji病bing修xiu飾shi抗kang風feng濕shi藥yao物wu和he生sheng物wu製zhi劑ji等deng治zhi療liao取qu得de了le進jin展zhan,但dan許xu多duo患huan者zhe對dui當dang前qian治zhi療liao的de反fan應ying有you限xian,這zhe突tu顯xian了le對duiFLS激活分子機製理解的不足以及針對這些頑固細胞的靶向療法的需求。表觀遺傳學領域的最新進展表明,RNA修飾參與RA發病機製,包括通過ALKBH5FTO等酶介導的m6A改變,促進FLS炎症和侵襲性。METTL1WDR4形成複合物,是m7G修飾的主要writer,傳統上在tRNArRNA中研究,用於癌症和自身免疫疾病的作用。新興證據表明,METTL1也調控mRNA內部m7G,影響如癌症轉移和神經幹細胞中的翻譯,但其在如RA等自身免疫疾病中調控FLS功能的作用仍未探索。

 

 
2025年10月22日,中山大學附屬第一醫院許韓師/肖遊君團隊在《Annals of the Rheumatic Diseases》發表題為“METTL1-mediated internal m7G methylation of cathepsin B mRNA promotes synovial aggression in rheumatoid arthritis”的研究論文。該研究首次揭示類風濕關節炎患者滑膜中METTL1表達升高,通過介導CTSB(組織蛋白酶BmRNA內部m7G甲基化修飾增強其翻譯效率,進而促進滑膜成纖維樣細胞遷移和侵襲能力,驅動關節破壞;研究團隊通過體內實驗證實,靶向抑製METTL1(通過雜合敲除或關節腔注射shRNA腺病毒)可顯著減輕RA動物模型的關節炎症與骨破壞,表明靶向METTL1-m7G-CTSB軸有望成為抑製RA滑膜侵襲的新型治療策略。

 

 

研究思路/技術路線

 

 

主要研究結果


1.METTL1與內部m7G修飾在RA中異常升高

 


作者首先通過m7G dot blot分析,發現RA患者FLS中mRNA內部m7G修飾水平顯著上調。進一步檢測發現METTL1在RA FLS中mRNA和蛋白水平均上調

 

且滑膜組織中的METTL1表達與DAS28-ESR(疾病活動度評分)呈正相關。體外實驗證實,炎症因子TNF-α和IL-1β可時間依賴性地促進METTL1表達。

多重免疫熒光結果顯示METTL1在滑膜襯層PDPN⁺THY1⁻和下襯層PDPN⁺THY1⁺ FLS中均有表達(H),而siRNA介導的METTL1敲低顯著降低m7G修飾水平(I),提示METTL1是RA中m7G修飾的關鍵調控因子。

 

2. METTL1依賴酶活性促進FLS細胞骨架重排與侵襲 

研究使用基因敲低策略,通過siRNA(A)和shRNA(B)證實METTL1缺失顯著抑製RA FLS的遷移和侵襲能力。慢病毒介導的METTL1過表達增強這些表型,但催化失活的METTL1突變體無此效果(C),證明其功能依賴於甲基轉移酶活性


IF結果顯示METTL1敲低減少細胞偽足形成(F-actin/vinculin標記)(D)。機製上,METTL1調控MMP9(基質金屬蛋白酶)的表達和分泌(E、F),但不影響細胞增殖、凋亡及炎症因子產生,表明METTL1特異性調控RA FLS的侵襲性表型而非一般炎症反應。

 

3. CTSB為METTL1介導m7G修飾的關鍵靶點

通過m7G的meRIP-seq測序由表觀生物提供),研究係統分析了對照組和METTL1敲低組RA FLS的全轉錄組m7G修飾圖譜。測序數據顯示m7G修飾富集於"GA"特征序列,主要分布於mRNA的3'UTR和CDS。


差異甲基化分析鑒定出41個m7G修飾改變的基因,其中CTSB在METTL1敲低後m7G修飾水平顯著降低。


 

WB證實METTL1敲低降低CTSB蛋白表達,但不影響其mRNA水平和蛋白穩定性。m7G-RIP-qPCR進一步驗證CTSB mRNA的m7G修飾減少。

 

通過Polysome profiling(多核糖體圖譜)證實METTL1敲低特異性降低CTSB mRNA的翻譯效率,而雙熒光素酶報告基因實驗則證實METTL1通過調控CTSB mRNA 5'UTR區域特定m7G位點(chr8:11868073)的修飾發揮這一作用(圖3I)。

 

4. CTSB介導METTL1調控的RA FLS侵襲性

 

研究發現CTSB在RA FLS中高表達(A、B),且受炎症因子誘導。兩種不同序列的siRNA有效敲低CTSB表達(C、D),顯著抑製RA FLS遷移、侵襲能力(E)和偽足形成(F),同時降低MMP9表達(G)。


Rescue assay結果表明,在METTL1敲低背景下過表達CTSB可有效逆轉細胞侵襲能力的下降,證實CTSB是METTL1下遊功能效應分子。這些結果揭示了METTL1-m7G-CTSB軸在調控RA滑膜病理侵襲性中的核心作用。

 

5. 靶向抑製METTL1改善關節炎動物模型病理表型

最後,研究采用兩種互補策略評估METTL1的治療潛力。首先,在CIA大鼠模型中通過關節腔注射METTL1-shRNA腺病毒(Adv-shMETTL1)進行局部幹預,結果顯示治療組關節腫脹、踝關節周徑和關節炎評分顯著降低,Micro-CT分析證實骨侵蝕減輕,組織病理學評估顯示滑膜炎症、骨侵蝕和軟骨降解明顯改善,同時滑膜中METTL1和CTSB表達同步下調。其次,在DTHA延遲型超敏性關節炎)小鼠模型中,研究利用CRISPR/Cas9技術構建METTL1雜合敲除(METTL1⁺/⁻)小鼠,發現METTL1基因劑量減少同樣能顯著減輕關節炎嚴重程度。這些體內證據為靶向METTL1治療RA提供了轉化醫學依據。

 

總結

綜上,該發現不僅拓展了我們對RAbiaoguanzhuanluzutiaokongwangluoderenshi,gengweibaxianghuamoqinxizheyinanzhixingbingliguochengtigonglexincelve。yanjiutongguoguanjieqiangjubugeiyaohejiyinzaheqiaochuliangzhonghubucelvezaitineiyanzhengleMETTL1抑製的治療價值,為開發關節特異性療法提供了實驗依據。盡管如此,m7G修飾的"reader"蛋白識別機製、METTL1在不同滑膜細胞亞群中的異質性作用,以及靶向遞送係統的優化仍是未來研究的關鍵方向。鑒於METTL1在多種疾病中的調控作用,該研究也為其他以成纖維細胞異常活化為特征的纖維化疾病和骨關節疾病提供了新的研究思路與幹預靶點。

 

 

作者信息

 

附屬第一醫院風濕免疫科許韓師教授為最後通訊作者,風濕免疫科肖遊君副教授與南方醫科大學珠江醫院接力剛教授為共同通訊作者,風濕免疫科陳思民博士、孫愷博士彭晨曦碩士為共同第一作者

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