《Mettl3：调控小鼠胰腺 β 细胞功能与糖尿病关联的关键因子》

《Scientific Reports》：Mettl3 deficiency leads to impaired insulin secretion via regulating Ire1a of mature β-cells in mice

为探究 Mettl3 对成熟 β 细胞功能的调控机制及与糖尿病的关系，研究人员构建两种胰腺 β 细胞特异性 Mettl3 敲除小鼠模型开展研究。结果显示 Mettl3 缺失影响胰岛素分泌、β 细胞增殖等，该研究为糖尿病治疗提供新靶点与思路。

　　** 在人体这个复杂的 “小宇宙” 里，有一种神秘的化学修饰 ——N⁶- 甲基腺苷（m⁶A）修饰，它广泛存在于真核生物的信使 RNA（mRNA）中，就像给 mRNA 加上了一个个特殊的 “标记”，这些标记能影响 mRNA 的翻译和稳定性，从而调控细胞的各种生命活动。近年来，科学家们发现，m⁶A 修饰的异常与多种代谢性疾病的发生发展紧密相关，尤其是 2 型糖尿病（T2DM）。

T2DM 是一种常见的慢性代谢紊乱疾病，主要特征为胰岛素分泌受损和胰岛素抵抗。胰腺 β 细胞的正常功能对维持血糖稳定至关重要，当 β 细胞出现功能障碍，如 β 细胞耗竭、凋亡或失去自身特性发生去分化时，就会导致胰岛素分泌不足，进而引发 T2DM。此前研究表明，m⁶A 修饰的相关调节蛋白在 β 细胞的成熟、增殖、存活和功能发挥中扮演着重要角色，但其中关键成分 Mettl3 对成熟 β 细胞功能的调控机制，以及在糖尿病发生发展过程中的具体作用，仍存在许多未知之处。

为了揭开这些谜团，上海交通大学医学院附属瑞金医院等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为理解糖尿病的发病机制和寻找潜在治疗靶点提供了重要线索。

研究人员在本次研究中运用了多种关键技术方法。在动物模型构建方面，通过 Cre/loxP 系统培育出胰腺 β 细胞特异性 Mettl3 敲除小鼠模型（MKO - MIP 和 MKO - RIP）。实验检测技术上，采用葡萄糖耐量试验（IPGTT）、胰岛素耐量试验（ITT）评估小鼠的血糖代谢状况；利用葡萄糖刺激胰岛素分泌试验（GSIS）测定胰岛素分泌功能；运用免疫荧光和免疫组化染色观察细胞增殖、凋亡和胰岛结构；借助 RNA 提取、定量 PCR（qPCR）以及 m⁶A 甲基化 RNA 免疫沉淀定量 PCR（MeRIP - qPCR）等技术检测基因表达和 m⁶A 修饰水平 。

下面来看具体的研究结果：

1. β 细胞特异性敲除 Mettl3 导致葡萄糖不耐受和胰岛素分泌受损：研究人员构建的 MKO - RIP 和 MKO - MIP 小鼠模型，经检测确认 Mettl3 基因成功敲除，且 MKO - RIP 小鼠敲除效率更高。MKO - RIP 小鼠出现严重高血糖，MKO - MIP 小鼠空腹血糖正常，但两种模型均存在葡萄糖耐量受损情况。MKO - RIP 小鼠胰岛素分泌显著减少，MKO - MIP 小鼠体内胰岛素分泌虽未明显降低，但体外 GSIS 实验显示，两种模型小鼠胰岛在高糖刺激下胰岛素分泌均显著下降，同时胰岛素含量和 Ins1、Ins2 基因的 mRNA 水平也降低，表明 Mettl3 敲除影响胰岛素分泌和产生。
2. Mettl3 缺失导致 β 细胞增殖减少和凋亡增加：对 MKO - RIP 小鼠胰岛进行 Ki67 和 TUNEL 染色分析，发现其 β 细胞增殖标记物 Ki67 阳性细胞比例大幅下降，凋亡细胞比例显著上升，说明 Mettl3 缺乏会减少 β 细胞增殖并增加其凋亡。
3. Mettl3 敲除引起 β 细胞特性丧失和胰岛结构异常：免疫染色分析 MKO - RIP 小鼠胰岛发现，敲除 Mettl3 后，表达胰高血糖素、生长抑素或胰多肽的细胞数量明显增加，同时胰岛素与其他激素共表达的细胞比例上升。此外，维持 β 细胞特性和功能的关键转录因子 Pdx1、MafA 和 Nkx6.1 的 mRNA 水平下降，而其他激素细胞的标记基因水平上升，这表明 Mettl3 缺失导致胰岛结构改变和 β 细胞特性丧失，可能引发 β 细胞转分化。
4. Mettl3 缺失影响 Ire1α 的 m⁶A 修饰并导致胰岛内质网应激：研究人员发现，Mettl3 敲除后，小鼠胰岛中与内质网应激（ER stress）相关的基因 Ire1α 和 Xbp1 的 mRNA 和蛋白水平上调，Ero1b 和 Pdia4 在 MKO - MIP 小鼠胰岛中的表达也升高，说明 Mettl3 缺乏会引起 ER stress。MeRIP - qPCR 检测显示，MKO - MIP 小鼠胰岛中 Ire1α mRNA 的 m⁶A 修饰水平相对较低，表明 Mettl3 缺失会加重 ER stress，使 Ire1α 表达上调。
5. Mettl3 过表达可缓解内质网应激并挽救 β 细胞功能：研究人员构建体外 ER stress 模型，用腺病毒感染过表达 Mettl3。结果显示，与对照组相比，Mettl3 过表达降低了 Ire1α 和 Xbp1 的表达，提高了胰岛素表达水平，且体外 GSIS 实验表明过表达 Mettl3 能增强小鼠胰岛的胰岛素分泌能力，说明 Mettl3 过表达可缓解 Ire1α 介导的 ER stress，改善胰岛素分泌。

综合上述研究结果，Mettl3 在维持成熟 β 细胞特性和功能方面起着关键作用。胰腺 β 细胞中 Mettl3 的缺失，会影响 Ire1α 的 m⁶A 修饰，进而导致 ER stress，引发胰岛素分泌不足、β 细胞增殖减少、凋亡增加以及细胞特性丧失等一系列问题。这一研究不仅揭示了 Mettl3 在 β 细胞中的新功能和作用机制，还为糖尿病的治疗提供了潜在的干预靶点，为未来开发针对糖尿病的新型治疗策略奠定了理论基础，有助于推动糖尿病治疗领域的发展。**