生命科学学院丁永胜课题组在呼吸机诱导性肺损伤机制研究取得新进展

　　

        生命科学学院丁永胜课题组最新研究成果进一步证实了铁死亡参与呼吸机诱导性肺损伤(ventilator-induced lung injury, VILI）。该研究成果有助于开发针对VILI新的治疗方案。VILI是指由机械通气造成的肺部损伤并发症，常伴有气体栓塞、气胸、肺间质气肿和弥漫性肺损伤等。机械通气是急性呼吸窘迫综合症患者和重症监护过程中病人不可缺少的辅助呼吸支持手段。《美国医学会杂志》在2020年发表的一项研究中认为在美国纽约州最大的卫生保健机构诺斯威尔健康中心中使用呼吸机的感染新冠病毒的患者中有近90％死亡，其部分原因是过早或较频繁地使用呼吸机。因此，深入研究VILI发生分子机制具有重要意义。

        该课题组利用自主研发的可通气拉伸微流控芯片建立VILI体外模型，实验发现较高强度的通气拉伸抑制参与铁死亡负调控的两个关键蛋白SCL7A11和GPX4的表达，导致谷胱甘肽合成抑制，引起细胞抗氧化能力下降。相反，铁死亡抑制剂DFO和Fer-1则可以显著缓解通气拉伸引起的铁死亡。RNA-seq和shRNA基因敲低结果表明通气拉伸引起细胞内铁离子积累与金属转运蛋白SLC39A14表达上调有关。该研究结果揭示了细胞铁死亡是VILI发生的关键分子机制，提示抑制细胞铁死亡可能是缓解VILI的有效治疗措施。

        2023年10月10日该成果在线发表于自由基生物医学期刊（Free Radical Biology And Medicine），论文题为"Ferroptosis plays a crucial role in lung cell damage caused by ventilation stretch"。为本论文的第一作者为生命科学学院博士研究生姜伟，第二作者刘景目前为国家纳米中心特聘助理研究员负责设计制造芯片气动控制系统，课题组其他成员崔金刚、苏继磊、徐薇以及生命科学学院张芳教授参与部分研究工作，丁永胜教授为通讯作者。该研究获得国家自然科学基金项目的支持。原文连接: https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2023.10.381图1 微流控芯片通气拉伸引起肺细胞铁死亡现象与分子机制