MeRIP-seq揭示m6A甲基转移酶调控炎症性肺病机制

2026年1月22日，广东医科大学罗舒华博士和张茜茜硕士为共同第一作者、唐靖教授等为通讯作者，在TOP期刊《Journal of Advanced Research》发表题为“METTL3 promotes neutrophil extracellular trap formation via SYK/ERK/MEK signaling during acute lung injury”的研究论文，揭示了m6A甲基转移酶METTL3在急性肺损伤（ALI）中调控中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）形成的新机制。研究通过MeRIP-seq等分析发现在肺部炎症中，METTL3通过介导SYK mRNA的m6A修饰，增强其稳定性及蛋白表达，从而激活下游SYK/ERK/MEK信号轴，驱动中性粒细胞的NETosis（胞外诱捕网形成过程）。遗传学（条件性敲除小鼠）和药理学（抑制剂STM2457和R406）干预均证实，靶向METTL3或SYK可有效抑制NETs形成、减轻肺部炎症和血管损伤。该研究首次建立METTL3-m6A-SYK表观转录调控轴与NETs驱动的ALI之间的因果关联，为治疗炎症性肺病提供了新的潜在靶点。

英文标题：METTL3 promotes neutrophil extracellular trap formation via SYK/ERK/MEK signaling during acute lung injury

中文标题：METTL3通过SYK/ERK/MEK信号通路促进急性肺损伤中的中性粒细胞胞外诱捕网形成

发表时间：2026年1月22日

发表期刊：Journal of Advanced Research

影响因子：IF13/Q1

技术平台：MeRIP-seq

作者单位：广东医科大学、中山大学

DOI:10.1016/j.jare.2026.01.044

本研究旨在探讨METTL3介导的m6A修饰对NETs形成的作用及其在ALI肺损伤中的潜在机制。研究团队通过条件性敲除髓系或中性粒细胞谱系中的METTL3，探究其在ALI中的作用。采用组织学和流式细胞术分析、基因干扰、过表达、MeRIP-seq和m6A-RIP-qPCR等方法，在体内外阐明METTL3通过SYK/ERK/MEK信号轴促进NETosis的具体机制。

研究结果显示在髓系或中性粒细胞谱系中条件性敲除METTL3，可显著降低脂多糖（LPS）诱导的ALI后肺组织髓过氧化物酶（MPO）活性、瓜氨酸化组蛋白H3水平和细胞外DNA沉积。METTL3敲除可减轻肺部炎症并减少中性粒细胞浸润。体外实验显示，METTL3敲除的中性粒细胞在佛波醇肉豆蔻酸乙酸酯（PMA）刺激下表现出NETs形成减少，同时SYK磷酸化及其下游ERK/MEK活性降低。此外，机制研究表明，METTL3促进SYK mRNA的m6A甲基化，增强其稳定性和转录。METTL3或SYK的药理学抑制均可重现保护性表型，在体内抑制NETosis和肺损伤。

总之，本研究揭示了一个全新的METTL3-SYK表观转录组调控轴，对内毒素诱导肺损伤过程中的中性粒细胞效应反应进行调控。以上结果提示m6A依赖的转录后调控可作为ALI和脓毒症相关炎症的潜在治疗靶点。

图形摘要：METTL3介导的m6A修饰在促进SYK表达、NETosis和中性粒细胞驱动的肺损伤中的作用。METTL3的药理学抑制可抑制该轴，减轻ALI和脓毒症中的炎症和血管损伤。

易小结

本研究将RNA m6A修饰这一动态可逆的表观遗传调控机制与中性粒细胞效应功能直接关联，开辟了“代谢-表观遗传-免疫效应”三位一体的研究新思路，不仅具有重大科学创新价值，更展现出向临床转化的广阔前景。

研究创新性地应用MeRIP-seq技术对中性粒细胞全转录组范围内m6A修饰进行测序分析，为解析免疫细胞功能调控的表观转录组机制提供了可复制的技术路线，未来可拓展至其他免疫细胞类型及炎症性疾病的研究中，具有重要的方法学参考。

研究方法

（1）模型构建

—   髓系特异性（Lyzm-Cre）和中性粒细胞特异性（Ly6G-Cre）的条件性METTL3敲除小鼠（M3cKO）。

—   使用脂多糖（LPS）气管内滴注诱导小鼠急性肺损伤（ALI）模型。

—   使用盲肠结扎穿孔（CLP）手术构建脓毒症模型。

—   从小鼠骨髓或肺组织中分离原代中性粒细胞。

—   使用人早幼粒白血病细胞HL-60，经DMSO诱导分化为中性粒细胞样细胞（dHL-60）进行体外研究。

（2）表型与功能分析

—   流式细胞术：分析中性粒细胞（Ly6G+CD11b+）浸润、SYK及TLR2蛋白表达水平。

—   组织病理学：H&E染色评估肺损伤评分。

—   NETs检测： 免疫荧光显微镜（Sytox Green/DAPI/H3Cit染色）可视化NETs；ELISA检测血浆MPO-DNA复合物；Western Blot检测瓜氨酸化组蛋白H3（H3Cit）。

—   血管通透性：伊文思蓝染料渗出实验。

—   酶活性与产物：髓过氧化物酶（MPO）活性检测、活性氧（ROS）检测。

—   吞噬功能：荧光微球吞噬实验。

（3）机制研究和验证：

—   MeRIP-seq（m6A-seq）：对野生型和METTL3敲除中性粒细胞的总RNA进行m6A测序，在全基因组范围鉴定差异m6A修饰峰及潜在靶基因。发现SYK为关键靶点。

—   MeRIP-qPCR：对MeRIP-seq筛选出的候选靶点（如SYK、TLR2）进行验证，定量特定转录本上的m6A富集程度。

—   RNA稳定性实验：使用转录抑制剂放线菌素D处理细胞，通过qPCR追踪SYK mRNA的衰减速率，验证m6A修饰对其稳定性的影响。

—   双荧光素酶报告基因实验： 构建包含SYK mRNA野生型或m6A位点突变型3'UTR的报告基因载体，验证m6A修饰对其报告基因活性的影响。

—   Western Blot：检测METTL3、SYK及其磷酸化形式、ERK/MEK及其磷酸化形式、H3Cit等关键蛋白表达。

—   Dot Blot：检测全RNA m6A修饰整体水平。

—   qPCR：检测基因转录水平。

研究结果

（1）METTL3敲除可减轻急性肺损伤（ALI）中的中性粒细胞募集和肺损伤

研究团队首先通过体内实验确立了METTL3在ALI病理中的关键作用。研究人员构建了中性粒细胞特异性METTL3敲除（M3cKO）小鼠，并给予LPS诱导ALI。结果显示，与野生型（WT）小鼠相比，M3cKO小鼠肺组织和支气管肺泡灌洗液（BALF）中的中性粒细胞浸润显著减少（图1B-D）。

组织病理学H&E染色表明，M3cKO小鼠肺部炎症、水肿和肺泡结构破坏明显减轻，肺损伤评分下降（图1F-G）。此外，M3cKO小鼠肺血管通透性显著降低（图1E），提示内皮屏障损伤减轻。与NETs形成相关的标志物也同步下降：肺组织MPO活性降低（图1H），瓜氨酸化组蛋白H3（H3Cit）水平减少（图1J）。上述数据综合表明，METTL3是LPS诱导的ALI中中性粒细胞募集、激活和相关肺损伤所必需的。

图1：METTL3敲除可减轻ALI中的中性粒细胞募集和肺损伤

（2）中性粒细胞METTL3在体外促进NETs形成

随后，研究人员将表型研究深入至细胞水平，并建立m6A修饰与NETosis的相关性。研究发现，在LPS诱导的ALI小鼠或PMA刺激的骨髓源性中性粒细胞（BMNeu）中，整体m6A RNA修饰水平以及METTL3蛋白表达均上调（图2C-E）。在体外，使用METTL3抑制剂STM2457处理分化后的HL-60细胞，或直接使用M3cKO小鼠的原代BMNeu，结果显示经PMA刺激后，NETs形成被显著抑制（图2F-I）。同时，NETosis的下游事件，如MPO活性、ROS产生和H3Cit水平，在METTL3敲除细胞中也均减弱（图2J-M）。

上述研究结果直接证明METTL3对中性粒细胞NETosis程序具有正向调控作用。

图2：METTL3对NETs形成至关重要

（3）METTL3通过SYK/ERK/MEK信号轴促进NETosis

接下来研究团队进行核心的分子机制探索。首先，Dot blot分析证实，METTL3敲除导致中性粒细胞中m6A修饰减少（图3A）。为阐明METTL3如何调控NETosis，研究团队进行了MeRIP-seq分析。差异m6A peaks富集分析揭示了ERK/MAPK通路和ROS产生的显著变化，这两者是NETs形成的关键（图3B）。维恩图富集分析鉴定出SYK、TLR4和Ptk2b三个候选基因（图3C）。

qPCR证实，只有SYK（一种非受体酪氨酸激酶，中性粒细胞激活所必需）在METTL3敲除（M3cKO）中性粒细胞中显著下调（图3D）。SYK mRNA和蛋白表达在METTL3 cKO BMNeu和METTL3敲低dHL-60中在基础水平和PMA处理后均显著降低（图3E-G）。

为确认SYK在NETosis中的重要性，研究团队用SYK磷酸化抑制剂R406预处理BMNeu和dHL-60。该处理显著减少原代骨髓中性粒细胞和dHL-60细胞中的NETs形成，表现为SYTOX染色减少和H3Cit水平降低。此外与对照组相比，NETosis过程中METTL3敲除（M3cKO）中性粒细胞和METTL3敲低dHL-60中的ERK/MEK活性显著降低（图3F）。重要的是，在siMETTL3 dHL-60细胞中过表达SYK增加了PMA诱导的SYK磷酸化水平（图3H），并恢复PMA刺激后的NETs形成（图3I-J）。

上述分析数据证实SYK是METTL3的直接m6A靶点，并通过SYK/ERK/MEK信号轴调控NETosis。

图3：METTL3通过稳定SYK mRNA促进NETosis

（4）METTL3依赖的SYK表达加剧脓毒症诱导的肺损伤

研究团队在更复杂的脓毒症（CLP）模型和体内挽救实验中验证了上述轴线的病理相关性。在LPS或CLP诱导的损伤中，M3cKO小鼠肺部浸润中性粒细胞的SYK表达低于WT小鼠（图4A-B）。关键的挽救实验显示，通过慢病毒在M3cKO小鼠体内过表达SYK，可逆转其保护效应，导致肺损伤加重、H3Cit水平回升（图4C-G）。反之，药理学抑制SYK（R406）则可减轻WT小鼠的ALI，降低肺损伤评分、血管渗漏、MPO活性和H3Cit水平（图4H-K）。研究还发现METTL3可能通过SYK间接调控TLR2表达（图4L-P）。上述体内实验的结果强有力地表明，METTL3-SYK轴是脓毒症相关ALI的重要促进因子。

图4：METTL3依赖的SYK表达促进脓毒症诱导的肺损伤

（5）METTL3通过m6A修饰稳定SYK mRNA

为进一步研究METTL3调控SYK表达的分子机制，研究团队使用MeRIP-seq分析了SYK转录本上的m6A修饰。在WT中性粒细胞中鉴定到SYK mRNA 3'UTR中的显著m6A peaks，在METTL3敲除细胞中显著降低（图5A）。MeRIP-qPCR证实SYK转录本在WT细胞中先甲基化（图5B）。

定量PCR显示，PMA刺激后METTL3敲除中性粒细胞中SYK mRNA水平较低（图5C）。为区分转录和转录后调控，研究团队进行了放线菌D追踪实验。SYK mRNA在METTL3敲除细胞中降解更快，表明METTL3延长了SYK转录本稳定性（图5D-E）。相比之下，新生RNA标记显示SYK转录仅适度降低（图5F）。

使用野生型或突变型SYK 3'UTR的荧光素酶报告基因实验表明，m6A位点缺失显著降低了报告基因活性（图5G）。这些数据共同证明，METTL3介导的m6A修饰稳定了SYK mRNA，支持NETs形成所需的持续蛋白表达和下游信号。

图5：METTL3通过m6A修饰稳定SYK mRNA

（6）药理学抑制METTL3可抑制NETosis并改善肺部预后

为评估靶向METTL3的治疗潜力，研究团队在LPS诱导ALI前用METTL3抑制剂STM2457预处理WT小鼠。STM2457处理显著降低了肺组织和分选血液中性粒细胞中的m6A水平（图6A）。流式细胞术检测显示，STM2457处理小鼠肺组织中性粒细胞积累显著减少（图6B-C）。组织学分析显示STM2457处理小鼠肺形态改善，肺泡塌陷和炎症浸润减少（图6D-E）。Evans蓝染料定量的肺血管渗漏也显著降低（图6F）。流式细胞术显示STM2457降低了肺组织中SYK表达水平和SYK阳性中性粒细胞百分比（图6G-I）。生化分析证实处理后肺组织中MPO活性和H3Cit表达降低（图6J-K），提示抑制METTL3破坏了ALI中NETosis和炎症涉及的关键信号通路。

上述研究结果证明，METTL3的药理学抑制减弱了NETs形成、中性粒细胞激活和肺损伤，具有治疗ALI和脓毒症的潜在价值。

图6：对METTL3的药理学抑制可以抑制NETosis和肺部炎症

结论和启示

本研究通过条件性基因敲除、药理学干预、细胞生物学和表观转录组学技术（MeRIP-seq）等综合分析方法，系统阐明了METTL3-SYK-ERK/MEK轴在ALI中的核心作用。关键结论包括：

—   METTL3通过m6A修饰稳定SYK mRNA，延长其半衰期；

—   SYK持续表达激活ERK/MEK信号，驱动ROS产生和NETosis；

—   遗传学和药理学抑制METTL3均可减轻ALI病理表现。

MeRIP-seq在本研究中的重要作用

研究团队通过比较WT与METTL3敲除中性粒细胞的MeRIP-seq数据，在全转录组范围内绘制了m6A修饰图谱。MeRIP-seq技术不仅帮助将表型关联到ERK/MAPK等正确通路，更重要的是直接、精准地筛选出SYK作为METTL3的关键m6A修饰靶点。

参考文献：Luo S, Zhang Q, Zhou W, Zhang L, Liao C, Zeng D, Zhang L, Xiang FL, Xu J, Tang J. METTL3 promotes neutrophil extracellular trap formation via SYK/ERK/MEK signaling during acute lung injury. J Adv Res. 2026 Jan 22. doi: 10.1016/j.jare.2026.01.044.