MUC2 promotes cholesterol efflux in foam cells through ALKBH5-mediated m6A modification of ABCA1 mRNA

Abstract

Background

Atherosclerosis (AS) is characterized by lipid accumulation and foam cell formation. Mucin 2 (MUC2), a key intestinal protein, has been linked to lipid metabolism, but its role in atherosclerosis remains unclear. This study aims to elucidate the regulatory mechanism of MUC2 on cholesterol efflux and foam cell formation.

Methods

THP-1 macrophage-derived foam cells were treated with MUC2. To investigate the mechanism, cells were transfected with lentiviral vectors for ALKBH5 knockdown (sh-ALKBH5) or overexpression (LV-ALKBH5). Lipid accumulation was assessed by Oil Red O staining and enzymatic cholesterol quantification. Cholesterol efflux was measured using a fluorescence assay. The expression of ABCA1 and ALKBH5 was determined by RT-qPCR and western blotting. M6A modification sites on ABCA1 mRNA were predicted by bioinformatics and verified by MeRIP-MazF assays.

Results

MUC2 treatment significantly upregulated ABCA1 expression, promoted cholesterol efflux, and reduced intracellular lipid content in foam cells. Mechanistically, MUC2 inhibited the expression of the m6A demethylase ALKBH5. Consistent with this, MUC2 enhanced the m6A modification level of ABCA1 mRNA. Silencing ALKBH5 mimicked the protective effects of MUC2 by increasing ABCA1 m6A levels and protein expression, thereby facilitating cholesterol efflux. Conversely, ALKBH5 overexpression attenuated the MUC2-induced upregulation of ABCA1 and reversed its protective effects against lipid accumulation.

Conclusion

MUC2 promotes cholesterol efflux and inhibits foam cell formation by repressing ALKBH5, which in turn enhances the m6A modification and stability of ABCA1 mRNA.

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Resumen

Antecedentes

La aterosclerosis (AS) se caracteriza por la acumulación de lípidos y la formación de células espumosas. La mucina 2 (MUC2), una proteína intestinal clave, se ha relacionado con el metabolismo de los lípidos, pero su papel en la AS sigue sin estar claro. Este estudio tiene como objetivo dilucidar el mecanismo regulador de MUC2 sobre el eflujo de colesterol y la formación de células espumosas.

Métodos

Se trataron células espumosas derivadas de macrófagos THP-1 con MUC2. Para investigar el mecanismo, las células se transfectaron con vectores lentivirales para el silenciamiento (sh-ALKBH5) o la sobreexpresión (LV-ALKBH5) de ALKBH5. La acumulación de lípidos se evaluó mediante tinción con Oil Red O y cuantificación enzimática de colesterol. El eflujo de colesterol se midió mediante un ensayo de fluorescencia. La expresión de ABCA1 y ALKBH5 se determinó mediante RT-qPCR y Western blotting. Los sitios de modificación m6A en el ARNm de ABCA1 se predijeron mediante bioinformática y se verificaron mediante ensayos MeRIP-MazF.

Resultados

El tratamiento con MUC2 aumentó significativamente la expresión de ABCA1, promovió el eflujo de colesterol y redujo el contenido de lípidos intracelulares en las células espumosas. Mecanísticamente, MUC2 inhibió la expresión de la desmetilasa m6A ALKBH5. En consonancia con esto, MUC2 aumentó el nivel de modificación m6A del ARNm de ABCA1. El silenciamiento de ALKBH5 mimetizó los efectos protectores de MUC2 al aumentar los niveles de m6A y la expresión proteica de ABCA1, facilitando así el eflujo de colesterol. Por el contrario, la sobreexpresión de ALKBH5 atenuó el aumento de ABCA1 inducido por MUC2 y revirtió sus efectos protectores contra la acumulación de lípidos.

Conclusión

MUC2 promueve el eflujo de colesterol e inhibe la formación de células espumosas al reprimir ALKBH5, lo que a su vez aumenta la modificación m6A y la estabilidad del ARNm de ABCA1.