消退素RvD1通过METTL3介导m6A修饰调控银屑病炎症过程的机制研究

Recent studies have shown that epigenetic mechanism plays an important role in the course of psoriatic inflammation. Based on a bioinformatics approach, we found that methyltransferase-like 3 (METTL3), a major RNA methyltransferase, was up-regulated in psoriatic lesions. Our previous studies found that Resolvin D1 (RvD1), a speclialized pro-resolving lipid mediator, can significantly inhibited the release of inflammatory mediators in psoriasis. Furthermore, RvD1 could inhibit the expression of METTL3 in a psoriasis-like mouse model. So we propose a hypothesis that RvD1 may alter mRNA methylation status of inflammation-related genes by inhibiting METTL3, and then influence the release of inflammatory cytokines, finally promote the resolution of inflammation in psoriasis. We will investigate the N6-methyladenosine (m6A) mRNA methylation and the expression of METTL3 in psoriatic lesions. Using a mouse model of psoriasis and in vitro cell experiments, we attempt to explore the regulatory effects of RvD1 and METTL3 on SOCS2 and NF-κB pathway-related genes by supplementing RvD1 or interfering with METTL3 expression. This project aims to elucidate the anti-inflammatory mechanism of pro-resolving mediators in psoriasis from the new epigenetic function of mRNA methylation, to further understand the pathogenesis of psoriasis, and to provide theoretical basis for the treatment of psoriasis.

近年研究表明，表观遗传机制在银屑病炎症过程中发挥重要作用。我们通过生物信息学分析发现银屑病皮损中高表达一种重要的RNA甲基转移酶METTL3。课题组前期研究发现促炎症消退介质RvD1可显著抑制银屑病中炎性介质的释放，此外，在银屑病小鼠模型中，RvD1可抑制METTL3的表达。基于此，我们提出假说：RvD1在银屑病中可能通过抑制METTL3调控炎症相关基因mRNA甲基化，进而影响炎性因子的释放，发挥促炎症消退作用。拟检测银屑病皮损中mRNA甲基化修饰（m6A）、METTL3表达规律。在银屑病小鼠模型和体外细胞水平上外源性补充RvD1或干预METTL3的表达，探讨RvD1和METTL3对SOCS2、NF-κB通路相关基因的调节作用。本课题从mRNA甲基化这一新的表观遗传方向阐明促炎症消退介质在银屑病中的抗炎机制，深入认识银屑病发病机制，为治疗提供理论依据。

银屑病是一种常见的由多种遗传和环境因素共同作用所致的炎症性皮肤疾病，严重影响患者的生活质量。银屑病炎症的及时终止受到机体内源性促炎症消退介质的调控。当促消退介质分泌不足或功能障碍时会导致炎症不能及时消退而迁延不愈。近年来，越来越多的研究表明表观遗传修饰与银屑病发病密切相关，我们前期研究发现促炎症消退介质脂氧素A4和消退素RvD1可减轻银屑病炎症反应、抑制角质形成细胞的增殖。生物信息学分析显示银屑病皮损中RNA甲基转移酶METTL3和甲基化阅读蛋白YTHDF2表达增高，在银屑病小鼠模型中，RvD1可抑制METTL3的表达，羟甲基化酶TET2的表达增高。在此基础上，本项目对银屑病中表观遗传修饰和炎症消退进行了更深入的研究。通过构建咪喹莫特（IMQ）诱导的银屑病样皮炎动物模型和体外培养角质形成细胞，敲低或过表达YTHDF2、TET2，对基因甲基化、羟甲基化、mRNA表达、RNA-蛋白复合物进行测序和生物信息学分析，从体内实验和体外细胞水平上多层面研究银屑病发病过程中表观遗传调控介质对增殖和炎症的作用机制。研究结果显示：在IMQ诱导的银屑病样皮损中高表达YTHDF2，敲低YTHDF2表达能明显减轻银屑病样皮损严重程度，降低促炎性细胞因子TNF-α、IL-17、IL-6表达水平。在角质形成细胞中敲低YTHDF2表达，可增高总RNA m6A表达水平，降低细胞增殖活力。对YTHDF2-RIP-seq、mRNA-seq和MeRIP-seq数据集进行整合分析后获得YTHDF2潜在作用靶mRNA。在IMQ小鼠模型中干扰TET2表达，可调控5-hmC修饰水平，对羟甲基化基因和mRNA表达谱进行筛选分析获得关键基因MECOM和NTRK1，TET2在角质形成细胞和动物模型中均可调控MECOM和NTRK1的表达及ERK1/2磷酸化，进而影响银屑病炎症。此外，项目组还通过综合的生物信息学方法，筛选银屑病皮损中关键性DNA甲基化差异表达基因（S100A9、SELL、IL7R、MMP9、CXCL1和LCN2）并在动物模型中进行验证。上述研究内容提示甲基化修饰及其调控介质在银屑病炎症消退中可能发挥重要作用，这些关键性差异基因可能是银屑病诊断与治疗的潜在生物标志物。