糖尿病患者皮肤易损且形成的创面往往难以愈合，给临床治疗造成极大困难。这一难题不仅严重影响患者的生活质量，还大幅增加了截肢风险与医疗成本。在糖尿病皮肤创面愈合过程中，再上皮化过程受阻是关键因素。
中山大学孙逸仙纪念医院任萌教授、严励教授、陈思凡教授团队研究发现：糖尿病皮肤伤口愈合后期，上皮再生的关键蛋白——桥粒斑蛋白Desmoplakin（DSP）表达下调，其机制与DNA去甲基化酶Ten - eleven translocation 3（TET3）在DSP启动子区结合减少、DSP基因去甲基化水平降低相关。进一步研究发现，DSP的反义lncRNA DSP-AS1在糖尿病皮肤伤口组织中表达降低，导致其参与形成的R–Loop结构减少，进而使DSP启动子区TET3的特异性募集受到干扰，最终使DSP的转录水平下降。
总览图：在糖尿病伤口愈合后期，LncRNA DSP-AS1表达减少，R-Loop形成减少，导致TET3在DSP的启动子区结合减少，抑制DSP启动子区的DNA去甲基化，阻碍再上皮化过程。R-loop是介导TET3特异性定位并实现去甲基化过程的可靠表观遗传学标志。
该研究从新的视角阐明了糖尿病皮肤创面难愈的机制，为糖尿病皮肤创面治疗确立新的潜在靶点提供了依据。
研究背景
糖尿病足溃疡（diabetic foot ulcer，DFU）是糖尿病常见且严重的慢性并发症，严重威胁患者健康。研究表明，15%~25%的糖尿病患者会出现足溃疡，糖尿病足溃疡患者的截肢风险比非糖尿病患者高15~40倍，截肢后患者5年内死亡率高达50%，显著增加治疗难度与医疗成本。
在伤口愈合过程中，再上皮化是影响伤口愈合效果的核心环节。正常情况下，伤口周边的表皮角质形成细胞会经历上皮-间质转化（EMT）和间质-上皮转化（MET），进而完成再上皮化过程，但高血糖状态下会干扰这一进程。糖尿病皮肤伤口愈合后期，上皮再生的关键基因——桥粒斑蛋白（Desmoplakin，DSP）的编码基因的mRNA及蛋白表达水平下调。DSP为上皮细胞间重要的连接蛋白，在上皮再生阶段后期细胞连接重建的过程中起着至关重要的作用，但具体调节的分子机制仍不明确。
在基因表达调控领域，TET3作为一种重要的DNA去甲基化酶，在众多生理和病理过程中发挥关键作用。TET3需精准定位到特定的基因组区域，才能启动DNA去甲基化过程，进而调控基因表达。然而，在糖尿病伤口愈合的复杂背景下，TET3如何特异性定位到相关基因启动子区域，以及这一过程受到哪些因素调控，始终是尚未解决的关键科学问题。
近年来，研究发现lncRNA可通过与蛋白质、DNA或RNA相互作用，参与转录及转录后调控过程。与此同时，R-loop作为一种特殊的核酸结构，逐渐成为研究热点。R-loop由DNA:RNA杂交链和一条单链DNA构成，广泛存在于基因组中，对基因表达的多个环节都有调控作用。某些lncRNA能够通过特定的序列与基因组DNA结合，促进R-loop的形成。而R-loop的形成又可以影响DNA甲基化状态，进而影响基因转录。在糖尿病伤口愈合的研究中，虽然已经知晓DNA甲基化异常与伤口愈合障碍存在关联，但TET3特异性定位、lncRNA以及R-loop三者之间在糖尿病伤口愈合，尤其在上皮化过程中的相互作用机制，仍有待深入挖掘。
研究团队采用分子生物学实验（DRIP-qPCR、ChIP-qPCR、Co-IP、RNA-pulldown、FISH）及生物信息学分析等技术，首次发现并证实了MET受阻是糖尿病皮肤伤口愈合异常的重要因素，明确了DSP基因表达下调、TET3介导的甲基化异常以及DSP-AS1通过形成R-Loop调控DSP转录的全新机制。这一发现能够为糖尿病足的发病机制阐释、早期诊断标志物筛选以及靶向治疗药物研发提供理论依据与潜在作用靶点。该研究成果于2025年2月7日发表于Advanced Science，题为“The diminution of R-loops generated by LncRNA DSP-AS1 inhibits DSP gene transcription to impede the re-epithelialization during diabetic wound healing”。
研究结果
DSP基因表达异常
研究显示，糖尿病大鼠皮肤伤口愈合后期，DSP基因表达显著下调。
图1. DSP基因在糖尿病皮肤伤口愈合后期表达下调
TET3介导的DSP启动子区甲基化异常
DSP基因启动子存在CpG岛，易发生DNA甲基化。高糖状态下，DSP启动子特定区域5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）水平下降，5-甲基胞嘧啶（5mC）水平上升（图2A）。进一步研究发现，TET3在糖尿病伤口愈合过程中表达下调（图2B），TET3沉默会导致DSP mRNA和蛋白水平显著降低（图2E、F），证实TET3介导的去甲基化对DSP表达至关重要。
图2. TET3通过介导DSP启动子的去甲基化促进DSP的表达
lncRNA DSP-AS1的关键作用
研究鉴定出新型lncRNA DSP-AS1，其在糖尿病伤口组织中表达下调（图3B、C、E）。功能实验表明，DSP-AS1沉默导致DSP表达降低（图3F、G），TET3在DSP启动子上的富集减少（图3H），5hmC富集也降低（图3I）。深入研究发现，DSP-AS1通过形成R-Loop促进TET3招募到DSP启动子，R-Loop的破坏影响TET3的招募和DSP基因转录（图4A-E）。
图3. DSP-AS1通过招募TET3来介导DSP启动子的去甲基化
图4. 由DSP-AS1产生的R-Loop介导TET3募集到DSP启动子
结语
本研究明确MET受阻是糖尿病皮肤伤口愈合异常的重要因素，揭示了DSP基因表达下调、TET3介导的甲基化异常以及DSP-AS1通过R-环调控DSP转录的全新机制。这不仅加深了我们对糖尿病伤口愈合机制的理解，更为未来开发针对糖尿病伤口的治疗方法提供了关键靶点和理论依据。期待后续研究基于这些发现，进一步拓展研究方向，推动基础研究成果向临床治疗手段转化，为糖尿病伤口治疗领域开拓新的发展方向，从而有效改善糖尿病足患者的预后状况。
该研究由中山大学孙逸仙纪念医院任萌教授、陈思凡教授、严励教授团队共同完成，任萌教授、陈思凡教授、严励教授为共同通讯作者，杨晨、连红、罗恒利、宋辰琳、林江虹为共同第一作者。该研究得到中山大学蔡佩娥教授、中国科学院广州生物医学与健康研究所姚宏杰教授等的大力支持和指导。
专家介绍
任萌 教授
中山大学孙逸仙纪念医院
内分泌科主任医师、博士生导师
中山大学中山医学院内科学系副主任、孙逸仙纪念医院内科副主任、内分泌科副主任长期从事糖尿病慢性并发症（糖尿病足）的综合防治研究，带领团队针对糖足诊治难题开展科学研究，建立了糖足随访队列及生物样本库，开展糖尿病皮肤创面难愈的机制研究，揭示了影响创面愈合的核心机制，确立了若干治疗新靶标，在此基础上研发系列针对伤口微环境特异性足溃疡敷料
研究成果发表于Cell Metabolism、Diabetes 等期刊，获得863青年科学家专项基金、国家自然科学基金等多项基金
获评广东省杰出青年医学人才、广东省特支计划百千万工程青年拔尖人才、广州市珠江科技新星等称号，获得中国糖尿病十大研究奖
