METTL16通过m6A甲基化调控PPARγ介导的BMSCs铁死亡抑制成骨分化的机制研究

《Cell Death & Disease》：Role of METTL16 in PPARγ methylation and osteogenic differentiation

骨质疏松症中骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化障碍的机制尚不明确。宁波大学附属李惠利医院骨科团队通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)和体内外实验，首次揭示METTL16通过m6A甲基化修饰PPARγ mRNA促进铁死亡，从而抑制BMSCs成骨分化。该研究为骨质疏松治疗提供了新靶点，相关成果发表在《Cell Death and Disease》。

　　

骨质疏松症作为一种常见的骨骼退行性疾病，严重威胁中老年人尤其是绝经后女性的健康。随着人口老龄化加剧，我国骨质疏松患者数量持续攀升，给公共卫生系统带来沉重负担。尽管已知骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨分化障碍是骨质疏松的关键病理环节，但其分子机制仍未完全阐明。近年来，铁死亡（一种铁依赖的脂质过氧化驱动的新型细胞死亡方式）与骨质疏松的关联逐渐受到关注，但调控这一过程的关键表观遗传机制尚属空白。

宁波大学附属李惠利医院骨科团队联合多家医疗机构，在《Cell Death and Disease》发表了突破性研究成果。研究人员首先通过卵巢切除(OVX)构建小鼠骨质疏松模型，采用显微CT和H&E染色证实模型成功。创新性地运用单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术分析骨组织细胞异质性，发现m⁶A甲基转移酶METTL16在成骨细胞中特异性高表达。通过CRISPR/Cas9基因编辑构建METTL16敲除BMSCs，结合高通量测序筛选出铁死亡关键调控因子PPARγ作为下游靶点。研究团队进一步采用m⁶A甲基化检测、MeRIP-PCR、双荧光素酶报告基因等技术，系统解析了METTL16-PPARγ轴的作用机制。

研究结果显示，OVX小鼠骨组织中METTL16表达显著上调。单细胞测序揭示METTL16特异性富集于成骨细胞而非软骨细胞。体外实验证实，METTL16敲除显著增强BMSCs的碱性磷酸酶(ALP)活性和矿化结节形成，而METTL16过表达则抑制成骨分化标志物Runx2、Osterix的表达。机制研究发现METTL16通过催化PPARγ mRNA的m⁶A修饰（特别是Sequence-1位点），增强其稳定性和翻译效率。激活的PPARγ通过降低GSH/GSSG比值、升高活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)水平，诱导线粒体萎缩和膜电位下降，最终导致BMSCs铁死亡。动物实验证实，METTL16敲除联合PPARγ过表达可逆转OVX诱导的骨密度下降和骨小梁结构破坏。

这项研究首次阐明METTL16介导的m⁶A甲基化通过PPARγ调控铁死亡的新机制，为理解骨质疏松发病提供了全新视角。发现的METTL16-PPARγ轴不仅填补了表观遗传调控与铁死亡交叉领域的知识空白，更为开发靶向m⁶A甲基化的骨质疏松治疗策略奠定了理论基础。研究采用的单细胞测序与基因编辑相结合的方法，为复杂疾病的机制研究提供了范式。未来针对该通路的药物开发，可能为逆转年龄相关性骨丢失开辟新途径。