《International Immunopharmacology》：STING–FSP1 signaling drives endothelial ferroptosis and vascular leakage in sepsis
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STING/FSP1通路通过驱动铁死亡加剧脓毒症内皮损伤，抑制STING可恢复FSP1表达并改善血管屏障功能，为脓毒症治疗提供新靶点。
张天一|董旭新|李志波|夏雷|侯冲|刘光和|金恒|刘彦村|寿松涛
天津医科大学总医院急诊医学科，中国天津市和平区鞍山路154号，邮编300052
摘要
由铁死亡和屏障功能障碍特征的败血症诱导的血管内皮损伤仍然是导致死亡的主要原因之一。本研究探讨了干扰素基因刺激因子（STING）/铁死亡抑制蛋白1（FSP1）通路在败血症期间介导内皮铁死亡中的作用，并探索了相关的治疗干预措施。我们通过盲肠结扎和穿刺（CLP）建立了小鼠败血症模型，并使用了LPS刺激的人类脐静脉内皮细胞（HUVECs）。使用抑制剂H-151和siRNA沉默技术调节STING的活性。通过脂质过氧化（MDA，BODIPY C11）、Fe2+积累（FerroOrange）和FSP1/GPX4表达来评估铁死亡。通过Evans Blue渗出和FITC-Dextran检测来量化血管通透性。STING在败血症内皮细胞中的激活会抑制FSP1的表达，从而加剧脂质过氧化和铁死亡。CLP小鼠表现出血管渗漏增加，而H-151可以逆转这一现象。STING的抑制能够恢复FSP1的水平，减少Fe2+的过载，并保持VE-钙黏蛋白的完整性。FSP1的抑制作用消除了这些保护效应，证实了其在STING介导的铁死亡中的必要性。STING/FSP1通路通过驱动铁死亡而加重败血症内皮损伤。针对这一通路可能有助于减轻氧化应激和血管功能障碍，从而显示出其在败血症治疗中的潜在价值。
引言
败血症是一种危及生命的综合征，其特征是宿主对感染的反应失调，是全球重症监护病房中导致死亡的主要原因[1,2]。尽管支持性治疗取得了进展，但驱动败血症引起的多器官衰竭（尤其是血管内皮损伤）的分子机制仍不完全清楚[3,4]。内皮屏障功能障碍，表现为高通透性和炎症激活，是败血症发病机制的标志，会导致组织水肿、灌注不足和器官损伤[5,6]。然而，将全身炎症与内皮功能障碍联系起来的具体通路仍不明确，这凸显了寻找新的治疗靶点的紧迫性。
新兴证据表明，干扰素基因刺激因子（STING）通路作为先天免疫的中心调节因子，在介导炎症和细胞死亡反应中起作用[7,8]。虽然STING的激活会放大感染中的细胞因子风暴，但其在败血症相关内皮损伤中的作用尚未得到充分研究[[9], [10], [11]]。同时，铁死亡是一种依赖于铁的调节性细胞死亡形式，由脂质过氧化驱动，最近被发现是炎症性疾病中内皮功能障碍的关键因素[12,13]。有趣的是，STING的激活与其他情况下的氧化应激有关，这表明它可能会加剧败血症内皮细胞中的铁死亡[14,15]。然而，STING信号传导与铁死亡在败血症中的相互作用尚未明确。
铁死亡抑制蛋白1（FSP1）是一种不依赖于谷胱甘肽的铁死亡抑制剂，能够抑制脂质过氧化并保持膜完整性[16,17]。尽管FSP1在癌症和神经退行性疾病中的保护作用已被证实，但其在败血症中的功能，尤其是在内皮细胞中的作用仍不清楚[[18], [19], [20]]。值得注意的是，最近的研究表明免疫通路与铁死亡调节之间存在相互作用，STING是否通过调节FSP1来控制败血症期间的内皮功能仍是一个关键未解之谜[21,22]。
在这里，我们假设STING的激活通过抑制FSP1来促进铁死亡，从而导致败血症内皮损伤。利用盲肠结扎和穿刺（CLP）小鼠败血症模型以及LPS刺激的人类内皮细胞，我们证明了STING的激活通过下调FSP1来破坏内皮屏障的完整性，从而引发铁死亡。机制上，STING的抑制能够恢复FSP1的表达，减轻脂质过氧化，并维持血管稳态。我们的发现揭示了STING/FSP1通路在败血症内皮中铁死亡中的关键调节作用，为减轻败血症引起的器官损伤提供了新的治疗策略。这项工作填补了理解免疫失调如何与代谢性细胞死亡通路相互作用以导致败血症内皮崩溃的重要空白。
试剂和抗体
本研究中使用的试剂和抗体包括：STING抑制剂H-151（MCE，美国新泽西州）、iFSP1（MedChemExpress，美国新泽西州）、PEG300（MedChemExpress，美国新泽西州）、Liproxstatin-1（MedChemExpress，美国新泽西州）、LPS（YEASEN，中国上海）、Evans Blue（YEASEN，中国上海）、甲酰胺（Coolaber，中国北京）、DMSO（Proteintech，中国湖北）、Tween-80（Solarbio，中国上海）、MDA检测试剂盒和FerroOrange（Dojindo，日本熊本）、BODIPY? 581/591 C11（Lipid
败血症模型中血管渗漏和内皮损伤的特征
为了确定败血症引起的血管内皮功能障碍的病理特征，我们使用了CLP诱导的败血症小鼠模型。与假手术对照组相比，CLP小鼠在术后24小时的血清中促炎细胞因子（包括IL-1β、IL-6和TNF-α）水平显著升高，证实了全身性炎症的存在（图1A）。
HE染色显示CLP小鼠的器官存在特异性变化，伴有轻度至中度的炎症细胞
讨论
败血症发病机制中的血管内皮损伤会导致血管通透性增加，进而引起组织水肿和灌注不足，最终导致多器官功能障碍综合征（MODS）。因此，深入研究败血症中的血管内皮损伤机制至关重要。我们的研究首次发现，在败血症期间，STING在内皮细胞中的激活通过降低FSP1蛋白水平来诱导铁死亡
作者贡献
张天一、董旭新和李志波设计了研究并起草了手稿。夏雷和侯冲进行了实验。张天一和刘光和分析了数据。刘彦村、金恒和寿松涛修订了手稿并监督了整个项目。
作者贡献声明
张天一：撰写原始草稿。
董旭新：正式分析、数据管理。
李志波：方法学设计、实验实施。
夏雷：方法学设计。
侯冲：方法学设计。
刘光和：方法学设计。
金恒：数据可视化、项目监督。
刘彦村：撰写、审稿与编辑、项目监督、资金获取。
寿松涛：撰写、审稿与编辑、项目监督、资金获取。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（编号：82172120和82072222）、天津市自然科学基金（编号：22JCYBJC00530）、天津市卫生健康委员会科技项目（编号：RK20001）以及天津市重点医学学科（专业）建设项目（编号：TJYXZDXK-3-009C）的支持。
