Nature子刊｜复旦大学周玉峰/钱莉玲/韩晓：揭示m6A修饰在过敏性哮喘气道炎症中调控巨噬细胞稳态的新机制

支气管哮喘(哮喘)是一种由多种免疫细胞和炎症因子参与的慢性气道炎症性疾病，近年来其患病率在全球范围内有逐年增加的趋势。根据2019年全球疾病负担研究结果显示，全球有2.62亿人罹患哮喘，造成45.5万人死亡。我国20岁以上成人哮喘患病率4.2%，患者总数达4570万。哮喘也是儿童最常见的慢性呼吸系统疾病，来自屋内尘螨、蟑螂和带毛宠物的过敏原是其最常见的室内诱因。哮喘严重影响儿童的健康、学习和生活，消耗巨大的医疗卫生资源。2010年第三次全国城市儿童哮喘流行病学调查报告，0-14岁城市儿童哮喘累积患病率为3.02%，较10年前增加了52.8%，而且约30%的城市儿童哮喘未能得到及时诊断，并有近20%的儿童哮喘未达到良好控制。因此，更好地了解哮喘的发病机制对于改善其治疗效果至关重要。

巨噬细胞作为肺部最主要的免疫细胞之一，可分为肺泡巨噬细胞和间质巨噬细胞，其中肺泡巨噬细胞位于肺泡表面，更容易受环境信号的影响。巨噬细胞具有明显的异质性和可塑性，主要可以分化为经典激活的M1型和替代激活的M2型两种功能截然不同的亚型。肺组织巨噬细胞在哮喘的不同炎症表型中发挥不同作用，其中M2型巨噬细胞可通过增强Th2免疫应答来加重过敏性哮喘。m6A修饰是真核生物mRNA中最普遍的内部修饰，研究表明核RNA输出、mRNA稳定性和非编码RNA的生成及癌症免疫等多种生理病理过程都与m6A水平异常有关，然而m6A修饰在调控巨噬细胞功能和过敏性哮喘气道炎症中的潜在联系仍有待充分阐明。

2023年11月13日，复旦大学生物医学研究院/附属儿科医院周玉峰团队与合作者于期刊Nature Communications发表题为“RNA m6A Methylation Modulates Airway Inflammation in Allergic Asthma via PTX3-dependent Macrophage Homeostasis”的文章，揭示了m6A修饰通过调控巨噬细胞激活和自噬功能参与到过敏性哮喘气道炎症发病进程的新机制。

首先研究人员发现小鼠体内髓系细胞Mettl3的条件性敲除显著加重过敏性哮喘的气道炎症、气道高反应性和Th2免疫应答，而METTL3在儿童过敏性哮喘的外周血单核细胞和单核细胞来源巨噬细胞中表达水平均显著降低，并揭示单核细胞来源巨噬细胞中METTL3的表达水平与儿童哮喘气道炎症的严重程度呈现负相关。随后结合体内清除中性粒细胞和巨噬细胞等实验，证实Mettl3缺失加重的哮喘气道炎症是依赖于巨噬细胞的；同时利用RNA-seq并通过体外获得性和缺失性功能研究，研究人员发现METTL3可通过抑制PI3K/AKT和JAK/STAT6信号通路来负向调控M2型巨噬细胞的激活。

图1. METTL3缺陷的巨噬细胞更容易通过PI3K/AKT和JAK/STAT6信号激活M2

进一步地通过分离肺泡巨噬细胞、流式检测和免疫荧光等体内外实验，揭示小鼠体内Mettl3缺失可通过增强M2型巨噬细胞激活来促进Th2免疫应答，从而加重过敏性哮喘的气道炎症。在分子机制方面，结合m6A-seq和MeRIP等一系列实验，研究人员证实METTL3可通过YTHDF3阅读蛋白介导的m6A修饰促进长链正五聚蛋白PTX3 mRNA的降解，从而抑制M2型巨噬细胞的活化。此外，体内沉默Ptx3的表达也能够有效缓解Mettl3敲除小鼠加重的过敏性哮喘气道炎症，而血浆中PTX3的高表达蛋白水平又与儿童过敏性哮喘的气道炎症呈现正相关，揭示PTX3是一个潜在的诊断生物标志物。值得注意的是，除了参与巨噬细胞激活的调控，研究人员还发现METTL3/YTHDF3-m6A/PTX3轴可通过调控SNARE复合体的STX17蛋白的表达参与到自噬成熟过程，进而参与巨噬细胞稳态调节。

图2. 过敏性哮喘中受m6A控制的巨噬细胞稳态的工作模型

综上，该研究揭示了METTL3/YTHDF3-m6A/PTX3轴是调控巨噬细胞稳态和过敏性气道炎症的一个关键表观遗传途径，靶向该途径可能抑制哮喘中的M2相关病理反应。该研究工作将有助于人们深入了解m6A修饰在巨噬细胞稳态平衡中的病理生理作用，并为临床诊治过敏性哮喘提供新策略和新靶点。

注：文中插图源于 Nature Communications

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-43219-w

本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！