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脓毒症引发的急性肝损伤死亡率高,巨噬细胞焦亡是关键致病因素。研究人员探究 CLICs 抑制剂 IAA94 对其影响,发现 IAA94 能抑制巨噬细胞焦亡、减轻肝炎症和损伤。这为治疗脓毒症急性肝损伤提供新思路,极具研究价值。
在医学领域,脓毒症(Sepsis)就像一个潜伏在暗处的 “杀手”,时刻威胁着人们的生命健康。它是由感染引发的全身炎症反应综合征(SIRS),可导致多器官损伤,甚至功能衰竭。而肝脏,作为人体重要的代谢和解毒器官,在脓毒症的侵袭下显得格外脆弱。急性肝损伤常常在脓毒症患者中出现,其死亡率高达 38.2% - 68.0%,这一数据让医生们头疼不已。
巨噬细胞在肝脏的抗菌防御中发挥着重要作用,但在脓毒症时,它们却像是被 “策反” 的士兵。受到病原体相关分子模式刺激后,巨噬细胞会大量释放炎症细胞因子和趋化因子,引发炎症反应,损伤肝脏细胞。更糟糕的是,这会形成一个恶性循环,进一步加重肝脏损伤,最终导致肝功能障碍甚至衰竭。其中,巨噬细胞焦亡(pyroptosis)被认为是脓毒症相关急性肝损伤的关键致病因素。
那么,有没有办法能够阻止这一悲剧的发生呢?浙江中医药大学的研究人员为此展开了深入研究,他们的成果发表在了《Inflammation》杂志上。
研究人员将目光聚焦在了氯离子细胞内通道蛋白(CLICs)抑制剂 IAA94 上。为了探究 IAA94 的作用,他们进行了一系列实验。在动物实验中,研究人员选取了 18 只雄性 C57BL/6 小鼠,随机分为三组:对照组、脂多糖(LPS)模型组和 IAA94 治疗组。通过给小鼠腹腔注射 LPS 模拟脓毒症,再给予 IAA94 进行干预。在细胞实验方面,使用了小鼠巨噬细胞系 J774 A.1 和 AML - 12 小鼠肝细胞系进行共培养实验。
IAA94 抑制 LPS 诱导的肝损伤
研究人员首先检测了小鼠肝脏中 CLIC1 二聚体的表达,发现 LPS 处理后其表达升高,而 IAA94 能抑制这种升高。接着,测量小鼠血浆中的丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)水平,结果显示 IAA94 显著降低了 LPS 诱导的高 ALT 和 AST 水平。通过 H&E 染色观察肝脏组织病理变化,发现 IAA94 能减轻 LPS 诱导的炎症细胞浸润和组织损伤。免疫荧光检测巨噬细胞标记 F4/80 表明,IAA94 显著减少了肝脏中 LPS 诱导的 F4/80 阳性巨噬细胞。
IAA94 抑制 LPS 诱导的肝脏炎症和纤维化
通过免疫组化染色(IHC)、蛋白质免疫印迹(Western blotting)和实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)检测炎症因子表达,发现 IAA94 能显著降低 LPS 诱导的肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、单核细胞趋化蛋白 - 1(MCP - 1)和白细胞介素 - 6(IL - 6)等炎症因子的表达。通过天狼星红和 Masson 染色以及相关蛋白表达检测,证实 IAA94 可减轻 LPS 诱导的肝脏纤维化。
IAA94 抑制 LPS 诱导的肝脏焦亡相关通路
免疫印迹检测发现,IAA94 能降低 LPS 处理小鼠肝脏组织中 Caspase - 1 p20、GSDMD - NT、IL - 1β、IL - 18 和 NLRP3 等焦亡相关蛋白的表达。免疫荧光共聚焦分析显示,IAA94 预处理显著降低了肝脏组织巨噬细胞中 Caspase - 1 p20 和 GSDMD - NT 的表达,表明 IAA94 可抑制巨噬细胞焦亡。
IAA94 抑制小鼠巨噬细胞焦亡相关蛋白的激活
在体外实验中,发现 LPS 和尼日利亚菌素(Nig)处理可增加 J774 A.1 细胞中 CLIC1 的二聚体和寡聚体形式,IAA94 则可降低其水平,并阻止细胞内氯离子浓度下降。同时,IAA94 能减少 J774 A.1 细胞中 NLRP3、GSDMD - NT、Caspase - 1 p20、IL - 1β 和 IL - 18 等蛋白的表达,抑制 NLRP3 炎症小体的组装。免疫沉淀实验表明,IAA94 可减少 NLRP3 与 NEK7、NLRP3 与 ASC 的相互作用。在原代腹腔巨噬细胞(PMs)实验中,也证实了 IAA94 能减轻 LPS + Nig 激活的 PMs 焦亡。
IAA94 抑制 J774 A.1 和 AML - 12 细胞共培养系统中的炎症激活
用 IAA94 处理 J774 A.1 细胞后的条件培养基培养 AML - 12 细胞,qPCR 检测发现,IAA94 处理可降低 AML - 12 细胞中 IL - 6、MCP - 1 和 TNF - α 的 mRNA 表达。过表达 NLRP3 后,这种抑制作用被部分逆转。
研究表明,IAA94 可通过抑制 CLICs 介导的氯离子外流、阻碍 NEK7 与 NLRP3 的相互作用,抑制 NLRP3 炎症小体的形成和巨噬细胞焦亡,从而减轻脓毒症小鼠的肝脏炎症、纤维化和损伤。这一研究为治疗脓毒症相关急性肝损伤提供了新的潜在治疗靶点和药物干预方向,为攻克这一医学难题带来了新的希望,有望在未来改善脓毒症患者的预后,降低死亡率。
研究人员使用了动物实验(雄性 C57BL/6 小鼠分组处理)、细胞实验(小鼠巨噬细胞系 J774 A.1 和 AML - 12 小鼠肝细胞系培养及共培养)、多种蛋白检测技术(免疫印迹、免疫荧光、免疫沉淀)、基因表达检测技术(qPCR)以及组织染色技术(H&E 染色、天狼星红染色、Masson 染色)等关键技术方法开展研究。