《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids》：METTL3 mitigates angiotensin II-induced renal hypertensive injury by regulating fatty acid oxidation
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本研究通过条件敲低甲基转移酶样3（METTL3）探究其在高血压肾脏损伤中的作用，利用整合蛋白质组与代谢组学分析发现高血压上调METTL3，导致肾脏脂肪酸代谢紊乱及能量代谢失调，敲低METTL3可改善上述代谢异常并减轻肾脏损伤，提示METTL3为潜在治疗靶点。
Xue-Jie Fei|孟瑶谢|罗然刘|勇张|龙秋杨
中国上海200434，同济大学医学院第四人民医院麻醉与围手术医学临床研究中心、麻醉与脑功能调节上海重点实验室、脑与类脑智能转化研究所，重症医学科
摘要
高血压是全球心血管疾病和全因死亡率的主要因素之一。它会损害多个靶器官，尤其是肾脏。条件性敲低甲基转移酶样3（METTL3）这种参与N6-甲基腺苷修饰的酶已被证明可以改善心血管重塑并降低血压；然而，其潜在机制仍不清楚。在这项研究中，我们利用整合蛋白质组学和代谢组学分析方法探讨了METTL3对高血压的影响。将METTL3敲低的小鼠用血管紧张素II处理以诱导高血压，随后对肾脏组织进行蛋白质组学和代谢组学分析，以识别与METTL3相关的靶蛋白和通路。研究发现，高血压会上调肾脏中的METTL3表达，破坏脂肪酸代谢，并下调参与线粒体能量代谢的蛋白质。此外，在内皮细胞中条件性敲低METTL3可降低高血压小鼠的血压，并逐渐使脂肪酸和能量代谢恢复正常。总体而言，这些发现表明高血压诱导的METTL3上调促进了线粒体损伤和脂肪酸代谢紊乱。相反，条件性敲低METTL3可以减轻线粒体损伤，恢复脂肪酸代谢，并促进高血压引起的肾脏损伤的恢复，这表明METTL3可能是治疗高血压的潜在靶点。
引言
高血压是心血管疾病发展的主要决定因素，可损害多个器官，包括心脏、肾脏、大脑和眼睛。重要的是，它是肾脏损伤的主要原因，而慢性肾脏损伤的进展又可能加剧高血压，形成恶性循环[1]。多种病理生理机制导致高血压，尤其是由于肾素-血管紧张素系统（RAS）过度激活导致的血管紧张素II（Ang II）水平升高[2]。与RAS功能障碍相关的慢性肾脏病（CKD）由血流动力学和非血流动力学因素共同引起。大量研究表明，高血压引起的CKD主要表现为肾脏纤维化[3]。此外，持续的高血压会损害肾小管细胞，而长期的微血管功能障碍可能通过创造缺氧环境促进炎症、上皮-间质转化（EMT）、上皮细胞去分化以及纤维化。
N6-甲基腺苷（m6A）是指RNA中腺嘌呤第六位氮的甲基化，在真核生物mRNA表达中起着关键的调节作用。METTL3–METTL14复合物形成一个稳定的异二聚体核心，与WTAP相互作用，对哺乳动物核RNA上的m6A沉积至关重要[4]。在这些成分中，METTL3作为主要的m6A甲基转移酶，在细胞分化、增殖、迁移、侵袭和炎症反应等多种生物过程中起核心作用。在我们之前的研究中，我们发现METTL3通过增强ADAM17的m6A甲基化来下调ACE2/Ang-(1–7)轴，这一机制与高血压引起的内皮功能障碍有关[5]。此外，METTL3还被证明可以调节脂质代谢，尤其是在肝脏中[6]、[7]。下调METTL3可以改善高脂饮食引起的脂质代谢紊乱并抑制脂肪酸合成[8]。总体而言，这些发现表明METTL3介导的脂肪酸代谢紊乱促进了各种疾病的进展[9]。
肾脏疾病的一个特征是脂质代谢紊乱。脂肪酸氧化是肾小管细胞的主要能量来源，线粒体β-氧化是脂肪酸分解的主要途径。这一代谢过程对于维持肾脏的关键功能至关重要，包括废物清除、营养物质重吸收、电解质和酸碱平衡以及血压调节[10]。脂肪酸代谢紊乱会导致肾脏中有毒脂质的积累，从而产生更多的活性氧并导致线粒体损伤，进一步加重肾脏损伤[11]、[12]。肉碱棕榈酰转移酶1（Cpt1）是脂肪酸氧化的限速酶，它催化长链酰基辅酶A转化为长链酰基肉碱，从而促进脂肪酸进入线粒体[13]。这种反应的产物酰基肉碱是多种疾病的生物标志物，包括代谢和心血管疾病[14]、[15]，并且可能显著影响肾小球滤过率[16]。因此，增强酰基肉碱循环和改善线粒体从脂肪酸中获得的能量供应可能具有治疗肾脏功能障碍及相关病理状况的潜力[17]、[18]。
在先前的研究中，我们发现条件性敲低内皮细胞中的METTL3可以显著改善高血压；然而，其潜在机制仍不清楚。为了解决这个问题，我们利用整合蛋白质组学和代谢组学分析方法研究了METTL3的作用及其通过条件性敲低来缓解高血压引起的肾脏损伤的分子机制。
实验部分
动物
所有动物实验均获得了南京医科大学实验动物护理中心的批准，并按照《实验动物护理和使用指南》（NIH出版物，第8版，2011年）进行。小鼠被饲养在12小时光照/黑暗周期的受控环境中，可自由获取标准食物和水。
简而言之，使用Cre/loxP系统在C57BL/6小鼠的METTL3基因第2和第3外显子两侧引入两个loxP位点，从而生成METTL3敲低小鼠。
高血压上调肾脏组织中的METTL3表达
为了研究METTL3在高血压中的作用，对照组和内皮特异性METTL3敲低（METTL3-ECKD）小鼠分别接受血管紧张素II或生理盐水处理，形成四个实验组：对照组、METTL3-ECKD组、对照组+血管紧张素II组和METTL3-ECKD+血管紧张素II组。在注射携带Cre的AAV9载体（由内皮细胞特异性TIE启动子驱动）六周后，通过Western blot分析确认了肾脏中METTL3的内皮特异性敲低。AAV给药两周后，
讨论
高血压是肾脏损伤的主要因素，肾素-血管紧张素系统（RAS）在疾病进展中起核心作用。肾脏纤维化是肾脏损伤的标志性特征，主要由EMT和炎症等机制驱动。在本研究中，血管紧张素II诱导的高血压上调了脂肪酸代谢途径，导致脂肪酸代谢紊乱。在关键调节因子中，Cpt1a通过催化酰基辅酶A转化为酰基肉碱起着关键作用，从而
结论
高血压会破坏肾脏中的脂肪酸和能量代谢，导致Cpt1a过表达、酰基肉碱积累以及参与能量代谢的蛋白质下调。内皮特异性敲低METTL3能有效改善高血压，恢复肾脏脂肪酸代谢，并使能量代谢途径正常化。这些发现表明，针对线粒体脂肪酸代谢可能是有前景的治疗策略
作者贡献声明
Xue-Jie Fei：撰写 – 审稿与编辑、资源整理、概念构思。Meng-Yao Xie：撰写 – 初稿撰写、形式分析。Ruo-Ran Liu：实验研究。Yong Zhang：撰写 – 审稿与编辑。Long-Qiu Yang：撰写 – 审稿与编辑。
资助
本研究得到了上海虹口区科学技术委员会、同济大学医学院第四人民医院的学术学科提升计划（SY-XKZT-2021-1005）、同济大学医学院第四人民医院的科学研究启动基金（sykyqd03301）、上海浦东新区卫生健康委员会的杰出领导人才培训计划（PWR12024-07）以及浦东新区卫生系统的支持
致谢
我们衷心感谢同济大学第四人民医院提供的财政支持。同时，我们也非常感谢青岛大学的张雷教授和南京医科大学的韩颖教授在撰写本研究过程中给予的宝贵指导。
