真核转录组（RNA-seq）

案例分享

【项⽬⽂章】《G9a-TRIM21轴通过诱导FoxO3a发生甲基化依赖性泛素化和降解，进而促进氧化应激和细胞焦亡，从而加剧糖尿病肾缺血再灌注损伤》

The G9a-TRIM21 axis exacerbates diabetic renal ischemia-reperfusion injury by inducing methylation-dependent ubiquitination and degradation of FoxO3a to promote oxidative stress and pyroptosis

期刊：Redox Biology｜
影响因⼦：11.9
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发表时间：2025年
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发表单位：武汉大学人民医院

研究背景：

糖尿病肾缺血再灌注损伤（RIRI）是一种严重的手术并发症，在糖尿病患者中预后尤为不良。组蛋白甲基转移酶G9a已牵涉于多种病理过程，但其在糖尿病RIRI中的作用尚不清楚。新兴证据表明，非组蛋白甲基化可能在细胞应对缺血性损伤的反应中发挥关键作用。本研究旨在探讨G9a在糖尿病RIRI中的功能性作用并阐明其分子机制，特别关注其对FoxO3a稳定性、氧化应激和细胞焦亡的调控。

研究结果：

研究在高糖条件下利用G9a条件性敲除小鼠和HK-2细胞建立了糖尿病RIRI模型。通过检测血清肌酐和尿素氮（BUN）评估肾功能。进行了组织病理学评估和分子分析，以检测组织损伤和焦亡标志物。机制研究包括利用质谱鉴定G9a相互作用蛋白，利用免疫共沉淀验证蛋白相互作用，以及利用泛素化实验表征翻译后修饰。采用定点突变技术鉴定FoxO3a调控中的关键残基。在糖尿病RIRI模型中，G9a表达显著上调。在体内和体外模型中，G9a的基因敲除均减轻了肾损伤，并降低了氧化应激和细胞焦亡。机制上，G9a直接与FoxO3a相互作用并在赖氨酸262位点对其进行甲基化，这促进了E3泛素连接酶TRIM21对FoxO3a的识别。随后，TRIM21介导了FoxO3a在赖氨酸176位点的K48连接的多泛素化，导致其经蛋白酶体途径降解。这种G9a介导的FoxO3a降解促进了氧化应激、NLRP3炎症小体激活和细胞焦亡。重要的是，使用BIX-01294药理学抑制G9a或过表达FoxO3a均显著改善了糖尿病RIRI。本研究揭示了糖尿病RIRI中存在一种新型的G9a-TRIM21-FoxO3a调控轴，其中G9a介导的甲基化许可了FoxO3a的泛素化和降解，从而促进细胞焦亡和氧化应激。这些发现表明G9a是预防或治疗糖尿病肾缺血再灌注损伤的潜在治疗靶点。

图：DM加剧RIRI并上调G9a表达