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Cell Reports:浙江大学汪以真/靳明亮揭示激活巨噬细胞中的NLRP3炎症幼体的调控新机造


?NLRP3 炎症幼体的激活必要转录启动与复合物组装两个过程的协同参加,,,,,,,但 RNA 的 m?A 甲基化建饰若何调控这两个步骤,,,,,,,目前仍不明显。 。。。。

2026年1月11日,,,,,,,浙江大学汪以真、靳明亮共同通讯在Cell Reports 在线颁发题为METTL3-mediated m6A on nascent RNA coordinates translational and transcriptional programs to activate the NLRP3 inflammasome in macrophages的钻研论文。 。。。。

本钻研发现,,,,,,,巨噬细胞中 NLRP3 炎症幼体激活过程会伴随细胞内 m?A 建饰水平的升高,,,,,,,而甲基转移酶样蛋白 3(METTL3)的缺失则会抑造该激活过程。 。。。。髓系细胞特异性 Mettl3 敲除幼鼠在脂多糖(LPS)诱导的脓毒症、尿酸单钠(MSU)诱导的关节炎以及饮食诱导的肥胖模型中,,,,,,,均阐发出炎症反映减轻与代谢表型改善的特点。 。。。。

通过整合chrRNA-seq、KAS-seq、chrRNA-MeRIP-seq分析,,,,,,,本钻研证实:METTL3 可在新生 Jak1、Nlrp3 及 Il1β RNA 的共转录过程中引入 m?A 建饰;;;;;;;;同时 METTL3 可能调控基因的动态转录与染色质可及性,,,,,,,并特异性维持 Nlrp3/Il1β 基因的转录活性。 。。。。YTH 结构域家族蛋白 1(YTHDF1)介导的 Jak1 mRNA 翻译过程,,,,,,,可激活 JAK1-STAT3-C/EBPβ 信号轴,,,,,,,进而启动 Nlrp3/Il1β 的转录;;;;;;;;而 Nlrp3/Il1β mRNA 的 m?A-YTHDF1 依赖性翻译则会放大蛋白表白量,,,,,,,最终形成 “转录 - 翻译” 偶联调控环路。 。。。。

STAT3 的药理学抑造尝试与 METTL3 的催化活性援救尝试,,,,,,,验证了该调控通路的有效性,,,,,,,并证实 METTL3 介导的 m?A 建饰可作为炎症幼体驱动性疾病的潜在医治靶点。 。。。。

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炎症幼体是一类特殊的多蛋白复合物,,,,,,,在机体应对病原体入侵和组织危险的固有免疫应答中阐扬关键作用。 。。。。经典的炎症幼体由模式鉴别受体、效应蛋白半胱天冬酶- 1(caspase-1)以及含CARD 结构域的凋亡有关黑点样蛋白(ASC)组成。 。。。。

激活后,,,,,,,这些模式鉴别受体形成聚合物,,,,,,,随后招募ASC和前半胱天冬酶-1组装成炎症幼体,,,,,,,最终激活半胱天冬酶-1。 。。。。一旦激活,,,,,,,caspase-1拥有双沉职能。 。。。。其一,,,,,,,对促炎细胞因子IL-1β和IL-18的前体进行剪切,,,,,,,推进二者的成熟与开释;;;;;;;;其二,,,,,,,剪切GSDMD蛋白,,,,,,,使其N 端活性片段得以开释。 。。。。

该活性片段可在细胞膜上形成孔路,,,,,,,诱导一种被称为“细胞焦亡”的法式性细胞殒命。 。。。。NLRP3炎症幼体是目前钻研最为深刻的炎症幼体亚型,,,,,,,其过度激活与自身免疫性疾病及炎症性疾病的产生亲昵有关。 。。。。

N6-甲基腺苷(m6A)是真核mRNA中最丰硕的内部建饰。 。。。。近年来,,,,,,,钻研批注它在转录后水平宽泛调控NLRP3炎症幼体活性。 。。。。现有钻研证实m?A建饰的“写入蛋白-读取蛋白-擦除蛋白”调控轴可在多种病理场景下,,,,,,,通过转录后调控机造对NLRP3炎症幼体的活性产生深远影响。 。。。。

但目前尚不明显的是,,,,,,,在巨噬细胞NLRP3炎症幼体活化过程中,,,,,,,m?A建饰是否也能以共转录调控的方式参加染色质沉塑与新生RNA的转录,,,,,,,以及新生RNA上的m?A建饰象征若何被鉴别,,,,,,,从而启动炎症幼体有关基因的转录。 。。。。

只管已有钻研批注,,,,,,,METTL3可通过影响染色质状态、结合启动子元件并在新生RNA上引入m?A建饰,,,,,,,直接调控基因转录,,,,,,,但这些调控机造在巨噬细胞炎症幼体活化过程中是否阐扬作用、具体作用方式若何,,,,,,,目前仍有待说明。 。。。。本钻研旨在对上述科学问题发展深刻探索。 。。。。


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图形提要(摘自Cell Reports)

本钻研整合染色质结合RNA测序(chrRNA-seq)、chrRNA-MeRIP测序、KAS-seq、多聚核糖体谱分析、RNA荧光原位杂交(RNA-FISH)共定位尝试及职能援救尝试,,,,,,,构建出巨噬细胞NLRP3炎症幼体活化过程中染色质-转录-翻译的整合调控图谱。 。。。。

钻研发现,,,,,,,在炎症刺激前提下,,,,,,,METTL3可在新生RNA上引入m?A建饰,,,,,,,其中以Jak1、Nlrp3及Il1β基因的转录本为重要建饰靶点。 。。。。Jak1mRNA上的m?A建饰可被YTHDF1鉴别,,,,,,,进而推进其与多聚核糖体的结合及翻译过程,,,,,,,激活JAK1-STAT3信号通路,,,,,,,驱动C/EBPβ介导的Nlrp3与Il1β基因转录。 。。。。与此同时,,,,,,,m?A-YTHDF1调控轴可直接推进Nlrp3与Il1βmRNA的翻译,,,,,,,在转录启动后进一步放大蛋白的表白量。 。。。。

敲除METTL3后,,,,,,,细胞全基因组领域内的染色质可及性显著增长,,,,,,,宽泛的转录抑造状态得以解除,,,,,,,但Nlrp3与Il1β基因的转录水平却出现选择性下调。 。。。。针对这一“解偶联”景象,,,,,,,本钻研提出分级调控模型予以诠释:在炎症刺激前提下,,,,,,,METTL3-m?A调控轴掌管调控全基因组领域的转录活性;;;;;;;;而Nlrp3/Il1β基因转录的选择性下调,,,,,,,则是源于依赖m?A建饰的JAK1-STAT3-C/EBPβ信号通路激活不及——该信号通路的激活状态直接决定了上述基因能否有效转录。 。。。。

最后,,,,,,,本钻研利用髓系细胞特异性Mettl3前提性敲除幼鼠及STAT3抑造剂处置的幼鼠模型,,,,,,,结合脓毒症、尿酸单钠(MSU)诱导的关节炎及肥胖有关慢性炎症模型,,,,,,,从体内尝试层面证实METTL3-m?A-JAK1-STAT3-C/EBPβ调控轴是节造NLRP3炎症幼体介导炎症反映的关键通路。 。。。。

原文链接:10.1016/j.celrep.2025.116808
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