甲基转移酶3的SUMO化修饰上调对脑缺血再灌注损伤的影响

摘要

目的 探究甲基转移酶3(methyltransferase-like 3,METTL3)的小泛素样修饰(SUMOylation, SUMO)上调减轻脑缺血再灌注损伤的潜在分子机制。方法 40只健康雄性SD大鼠随机分为正常对照组(不做处理，n=10)、假手术组(暴露血管后直接缝合，n=10)、R-0 h组(栓塞2 h后再灌注0 h,n=10)及R-24 h组(栓塞2 h后再灌注24 h,n=10);54只健康雄性SD大鼠随机分为正常对照组(不作处理，n=18)、SUMO1过表达组(注射SUMO1过表达腺病毒，n=18)及SUMO1干扰组(注射SUMO1干扰腺病毒，n=18),每组再根据处理方式分为不作处理组、假手术组、大脑中动脉栓塞再灌注(middle cerebral artery occlusion, MCAO)组3个亚组(n=6);PC12细胞氧糖剥夺/再灌注(oxygen glucose deprivation/reperfusion, OGD/R)处理构建体外细胞缺血再灌注损伤模型，通过慢病毒感染PC12细胞对细胞内SUMO1、METTL3、miR-155表达进行干预并建立稳转株；大鼠MCAO术后再灌注结束后，Zea-Longa评分评价各组大鼠神经功能缺损情况；TUNEL染色检测各组大鼠脑缺血梗死体积，qPCR检测各组SUMO1 mRNA、pri-mir-155、pre-mir-155、miR-155的相对表达，比色法检测RNA m6A甲基化水平，Western blot检测各组METTL3蛋白表达，CO-IP检测各组METTL3与SUMO1的修饰水平；流式细胞术检测各组PC12细胞凋亡率。结果 脑缺血再灌注损伤后大鼠METTL3表达水平上调，METTL3蛋白、RNA m6A修饰、mIR-155表达升高(P<0.05);而METTL3的SUMO1修饰增加降低了METTL3蛋白、RNA m6A修饰和miR-155的表达，减少脑梗死体积(P<0.05),SUMO1敲低则相反；PC12细胞中，METTL3过表达可以增加OGD/R处理诱导的RNA m6A修饰、miR-155相对表达、细胞凋亡率升高(P<0.05),但METTL3过表达组的SUMO1修饰增加可以减少这种增强作用，使METTL3蛋白，RNA m6A修饰、miR-155相对表达及细胞凋亡率降低(P<0.05);此外，miR-155敲低可以降低METTL3过表达带来的凋亡增强作用。结论 METTL3的SUMO化修饰增强可以通过抑制METTL3的酶活性，降低RNA m6A甲基化修饰减少miR-155产生进而减轻脑缺血再灌注损伤。

关键词

脑缺血再灌注损伤 / 小泛素样修饰 / 甲基转移酶3 / m6A甲基化 / 微小RNA-155