【Nature子刊】美国匹兹堡大学新发现：TET介导的去甲基化，对糖尿病皮肤修复至关重要

【导读】组织纳米转染（TNT）可局部传递Etv2、Foxc2和Fli1（EFF）质粒，增加血管生成成纤维细胞（VF），促进缺血小鼠皮肤的血管化。依赖于单细胞RNA测序的VF诱导，揭示了依赖于TET的转录本特征。

2024年11月27日，美国匹兹堡大学Chandan K. Sen教授团队在期刊《Nature Communications》上发表了题为“Vasculogenic skin reprogramming requires TET-mediated gene demethylation in fibroblasts for rescuing impaired perfusion in diabetes”的研究论文。研究结果表明，TNTEFF可改善糖尿病小鼠的灌注和伤口闭合，同时增加培养的人类皮肤外植体中的VF。TET1/2/3在糖尿病中受到抑制，在TNT介导的VF形成中发挥关键作用，支持新生血管的发育，从而挽救糖尿病缺血组织。

https://www.nature.com/articles/s41467-024-54385-w

关于直接细胞重编程

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产生具有所需功能的细胞，以替代或修复衰老、病变或受损组织，是人们最感兴趣的问题。直接品系重编程，即直接从一个品系诱导功能细胞类型到另一个品系的表型和功能，规避了中间多能状态重编程和相关风险，是修复和挽救组织功能的一种有吸引力的方法。直接细胞重编程依赖于使用特定细胞系的转录因子（TF），来重现细胞从一个细胞系转化为另一个细胞系所需的条件。因此，选择用于直接重编程的TF，通常是通过研究发育过程中的细胞系分化来确定的。之前报道的研究，利用ETV2、ERG、FLI1、DKK3和TAL1，直接从各种不同的体细胞宿主系中生成内皮样细胞。

在这项研究中，团队检验了一种假设，即成纤维细胞携带的内皮基因的主动去甲基化，是EFF诱导血管生成的先决条件。研究结果表明，TET1/2/3在真皮成纤维细胞中的表达，减少了成纤维细胞携带的内皮基因启动子的甲基化，从而导致新型VF亚群的出现。糖尿病缺血组织中天然缺乏血管内皮细胞，增加血管内皮细胞的数量可改善损伤组织的灌注，从而挽救愈合不良的糖尿病皮肤伤口。

成纤维细胞特异性诱导性过表达EFF会诱导TET，随后在体内转变为血管生成成纤维细胞

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在他莫昔芬治疗后，EFFfl/flCol1a2CreER小鼠缺血组织中出现的COL1A2/VWF VF++EFF对肢体灌注和丰度的有益影响，在TET1/2/3缺乏的EFFfl/flTet1/2/3fl/flCol1a2CreER小鼠中有所降低。此外，在TET1/2/3缺陷的EFFfl/flTet1/2/3fl/flCol1a2CreER小鼠中，血管生成基因的启动子仍然存在高甲基化（Cdh5，87.5%；Vwf，95. 8%；和Pecam1，87.5%），而他莫昔芬处理后的TET1/2/3足量EFFfl/flCol1a2CreER小鼠（Cdh5，43.1%；Vwf，21%；和 Pecam1，46.1%）。这些在转基因小鼠模型中的发现表明，TET1/2/3酶特异性地存在于COL1A2真皮成纤维细胞区系中，是使VF+EFF出现和改善缺血肢体皮肤灌注的必要条件。

成纤维细胞特异性诱导性过表达EFF会诱导TET，随后成纤维细胞在体内转变为血管生成成纤维细胞。

成纤维细胞内皮基因的TET依赖性去甲基化，导致血管生成成纤维细胞的形成并挽救糖尿病缺血肢体的灌注

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在相同的实验条件下抑制TET1/2/3时，EFF对伤口灌注和愈合的有利影响会延迟。此外，在非糖尿病m/db损伤小鼠的d14 WE期沉默TET1/2/3时，组织学上出现的对EFF转染反应的COL1A2/VWF VF+++EFF增加，也降低到了基础水平。在糖尿病db/db小鼠组织缺血的第二个实验环境中，TNT+EFF挽救了HLI手术后的缺血肢体，通过高分辨率LSI和超声成像测量，灌注明显改善。当TET1/2/3转录物在TNTEFF处理db/db小鼠时被敲除，灌注的COL1A2/VWF VF++EFF显著减少。这些结果表明，糖尿病会在创伤时削弱WE真皮成纤维细胞中内源性EFF和TET1/2/3转录本的丰度。将TNTEFF外敷到皮肤上，能有效地挽救伤口。

真皮成纤维细胞中成纤维细胞内皮基因的TET依赖性去甲基化，会导致血管生成成纤维细胞的形成，并挽救糖尿病缺血肢体的灌注。

总结

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1. TNTEFF对糖尿病皮肤伤口的影响：TNTEFF能挽救小鼠糖尿病皮肤伤口的灌注和闭合，并增加培养的人类皮肤外植体中的VF。

2. TET在VF形成中的重要性：TET1/2/3在TNTEFF诱导的VF形成过程中具有重要意义，VF可形成新生血管，从而挽救糖尿病缺血组织。

3. TET依赖性DNA去甲基化与发育可塑性：发育基因启动子位点的TET依赖性DNA去甲基化，可实现适应性发育可塑性。

4. TET诱导的去甲基化和细胞命运决定：TET诱导的去甲基化以及细胞命运决定基因启动子和增强子位点羟甲基化的升高，提高了染色质的可及性，驱动了基因表达，释放了细胞的可塑性。

5. TET在细胞可塑性中的作用：TET功能可被视为细胞可塑性的关键因素。

6. TET在血管生成中的作用：EFF诱导的血管生成受表观遗传调控，TET酶是EFF依赖性诱导VFEFF的主要贡献者。

7. 糖尿病条件下TET功能的限制：糖尿病条件限制了TET的功能，这预示着VF的功能将处于次优状态。

8. TNTEFF促进TET表达：在产生VFEFF的过程中，TNTEFF会促进TET的表达。

9. 血管生成体内皮肤重编程的简单方法：血管生成体内皮肤重编程涉及一种简单的可扩展护理点方法，整个过程在免疫监视下在体内进行，无需复杂的实验室基础设施。

10. TET靶向疗法的潜力：TET靶向疗法被认为能有效控制肿瘤结果，这项研究认识到了TET1/2/3在诱导VFEFF形成新生血管，以挽救糖尿病缺血组织中的重要作用。

参考资料：

1.Srivastava, D. & DeWitt, N. In vivo cellular reprogramming: the next generation. Cell 166, 1386–1396 (2016).

2.Larouche, J. & Aguilar, C. A. New technologies to enhance in vivo reprogramming for regenerative medicine. Trends Biotechnol. 37, 604–617 (2019).

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