心肌梗死（MI）是全球范圍內(nèi)導(dǎo)致死亡的主要原因之一，其病理進(jìn)程中伴隨大量心肌細(xì)胞的不可逆丟失。近年來(lái)，鐵死亡作為一種鐵依賴性的脂質(zhì)過(guò)氧化驅(qū)動(dòng)的新型調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡方式，被證實(shí)在心肌缺血損傷中扮演關(guān)鍵角色。N6-甲基腺苷（m6A）是真核生物mRNA上最豐富的化學(xué)修飾，通過(guò)調(diào)節(jié)RNA的剪接、穩(wěn)定性及翻譯效率，廣泛參與心血管疾病的病理進(jìn)程。然而，m6A修飾是否及如何調(diào)控心肌細(xì)胞鐵死亡，仍是一個(gè)尚未闡明的重要科學(xué)問題。

近日，南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院周翔團(tuán)隊(duì)在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上發(fā)表了題為《METTL3-mediated N6-methyladenosine modification of Dnajb1 modulates cardiomyocyte ferroptosis during myocardial infarction》的研究論文。該研究通過(guò)整合分析心肌梗死小鼠模型的轉(zhuǎn)錄組與表觀轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，揭示了METTL3介導(dǎo)的m6A修飾通過(guò)調(diào)控Dnajb1 mRNA穩(wěn)定性進(jìn)而影響心肌細(xì)胞鐵死亡的關(guān)鍵機(jī)制。

研究人員首先通過(guò)MeRIP-seq和RNA-seq聯(lián)合分析發(fā)現(xiàn)，在心肌梗死小鼠組織和缺氧處理的心肌細(xì)胞中，m6A修飾水平顯著升高。進(jìn)一步篩選發(fā)現(xiàn)，熱休克蛋白家族成員Dnajb1的mRNA存在高甲基化修飾且表達(dá)顯著下調(diào)。通過(guò)SRAMP算法預(yù)測(cè)及MeRIP-qPCR驗(yàn)證，確認(rèn)Dnajb1 mRNA在缺血條件下存在三個(gè)高置信度的m6A修飾位點(diǎn)。通過(guò)使用多種細(xì)胞死亡抑制劑對(duì)比發(fā)現(xiàn)，鐵死亡抑制劑Fer-1對(duì)缺氧心肌細(xì)胞活力的保護(hù)效果最佳，提示鐵死亡是缺氧誘導(dǎo)心肌損傷的主要形式。DNAJB1過(guò)表達(dá)可顯著抑制促鐵死亡蛋白TFRC和NCOA4的表達(dá)，恢復(fù)鐵蛋白FTH1和GPX4的水平，并減輕亞鐵離子累積、脂質(zhì)過(guò)氧化及線粒體損傷。

機(jī)制研究顯示，甲基轉(zhuǎn)移酶METTL3在缺氧心肌細(xì)胞中表達(dá)顯著上調(diào)，可直接結(jié)合Dnajb1 mRNA并催化其m6A修飾。雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)證實(shí)，METTL3主要作用于Dnajb1的第二個(gè)m6A修飾位點(diǎn)。RNA免疫沉淀和RNA穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明，METTL3與m6A閱讀蛋白IGF2BP3競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合Dnajb1 mRNA，METTL3促進(jìn)其降解而IGF2BP3增強(qiáng)其穩(wěn)定性。在缺氧條件下，METTL3占據(jù)主導(dǎo)地位，加速Dnajb1 mRNA的衰變。DNAJB1蛋白水平下降后，通過(guò)自噬-溶酶體途徑加速GPX4的降解，導(dǎo)致心肌細(xì)胞抗氧化能力減弱。

體外功能挽救實(shí)驗(yàn)證實(shí)，METTL3過(guò)表達(dá)可抵消DNAJB1過(guò)表達(dá)對(duì)缺氧心肌細(xì)胞的保護(hù)作用，逆轉(zhuǎn)其對(duì)鐵死亡相關(guān)蛋白的調(diào)控及對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化的抑制作用。反之，METTL3敲低可減輕缺氧誘導(dǎo)的鐵死亡，而同時(shí)敲低DNAJB1則部分消除了METTL3敲低帶來(lái)的保護(hù)效應(yīng)。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，利用心肌特異性AAV9病毒在MI小鼠中過(guò)表達(dá)DNAJB1可顯著改善心功能、減少梗死面積和纖維化，并降低血漿丙二醛水平；而同時(shí)過(guò)表達(dá)METTL3則抵消了DNAJB1的心臟保護(hù)作用，加劇了鐵死亡相關(guān)損傷。

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