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脓毒症常引发急性肺损伤（ALI），死亡率高。研究人员探究褪黑素对其的保护作用及机制。结果发现褪黑素可减轻 ALI，机制与抑制坏死性凋亡有关。这为脓毒症诱导的 ALI 治疗提供新思路。
脓毒症，这个如同隐藏在人体健康背后的 “杀手”，时刻威胁着人们的生命。它是一种因感染引发的、不受控制的免疫反应，常常导致器官功能障碍 。在众多受影响的器官中，呼吸系统首当其冲。大约 50% 的严重脓毒症患者会发展为急性肺损伤（ALI），这可能进一步恶化为急性呼吸窘迫综合征（ARDS）和呼吸衰竭，成为重症患者死亡的重要原因。
目前，虽然知道促炎细胞因子和氧化应激会加剧 ALI 的进展，但脓毒症诱导 ALI 的确切分子机制仍不明确，这使得开发有效的治疗策略困难重重。同时，坏死性凋亡（一种受调控的坏死性细胞死亡形式）在 ALI 中的作用逐渐受到关注，抑制坏死性凋亡有望成为治疗 ALI 的新策略。此外，线粒体 DNA（mtDNA）释放与炎症信号通路的关系，以及褪黑素在其中的作用也有待研究。
为了解开这些谜团，广东省级人民医院、重庆医科大学附属第一医院、昆明医科大学附属第一医院等多家国内研究机构的研究人员开展了深入研究。他们发现褪黑素可以通过抑制 STING 激活和减少 mtDNA 释放来减轻脓毒症诱导的 ALI，这一成果为脓毒症相关肺损伤的治疗提供了新的潜在策略，研究论文发表在《Molecular Medicine》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先构建盲肠结扎穿孔（CLP）小鼠模型模拟脓毒症诱导的 ALI；运用苏木精 - 伊红（H&E）染色评估肺损伤程度；通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血清和支气管肺泡灌洗液（BALF）中的炎症细胞因子；利用实时定量聚合酶链反应（qPCR）对循环 mtDNA 进行定量；借助蛋白质免疫印迹法（Western blot）和免疫荧光分析坏死性凋亡和 STING 通路的激活情况 。
下面来看看具体的研究结果：
- 循环 mtDNA 与炎症和坏死性凋亡的关联：研究人员通过 H&E 染色观察到，CLP 诱导的脓毒症小鼠肺损伤随时间加重，表现为间质增厚、免疫细胞浸润和肺泡积液。ELISA 分析发现血清炎症细胞因子如 IL - 1β、IL - 6 和 TNF - α 水平随时间升高。同时，循环 mtDNA 水平逐渐增加，且与肺损伤标志物呈正相关，脓毒症肺组织中坏死性凋亡相关蛋白表达也随时间上升。这表明 CLP 诱导的脓毒症会导致循环 mtDNA 释放，伴随坏死性凋亡激活和肺组织炎症标志物上调。
- 褪黑素减轻脓毒症 ALI 的作用：给 CLP 小鼠使用褪黑素治疗后，小鼠死亡率和肺损伤评分显著降低，肺水肿减轻，肺间质蛋白浸润减少，血清和 BALF 中的炎症细胞因子水平降低，血清 mtDNA 释放也明显减少。这说明褪黑素通过抑制炎症反应和减少 mtDNA 释放，对脓毒症诱导的 ALI 起到保护作用。
- 褪黑素抑制坏死性凋亡的机制：TUNEL 染色和免疫组化分析显示，褪黑素处理显著减少了肺组织中的细胞死亡和 p - MLKL 表达。Western blot 分析表明，褪黑素抑制了 CLP 诱导的坏死性凋亡相关蛋白 P - RIP1、RIP1、P - RIP3、RIP3、P - MLKL 和 MLKL 的上调。这表明褪黑素通过抑制 RIP1/RIP3/MLKL 介导的坏死性凋亡，保护小鼠免受 CLP 诱导的 ALI。
- 循环 mtDNA 诱导 ALI 的机制：给小鼠腹腔注射分离的 mtDNA 后，肺损伤加剧，p - MLKL 表达增加，坏死性凋亡相关蛋白上调；而同时使用 RIP1 抑制剂 Nec - 1 处理可逆转这些效应。这说明循环 mtDNA 通过激活 RIP1/RIP3/MLKL 介导的坏死性凋亡，诱导 CLP 小鼠发生 ALI。
- 褪黑素对 STING 通路的影响：免疫荧光和 Western blot 分析发现，CLP 增加了肺组织中 STING 蛋白及其下游效应物磷酸化 TBK1（P - TBK1）的表达，而褪黑素处理显著抑制了这些变化，降低了 STING 通路相关蛋白 STING、磷酸化 IRF3（p - IRF3）、磷酸化 TBK1（p - TBK1）和磷酸化 p65（p - p65）的表达水平。这表明褪黑素抑制 STING 通路激活，发挥抗炎作用。
- mtDNA - STING 信号通路与 ALI 的关系：给脓毒症小鼠使用 STING 激动剂 DMXAA 后，肺病理损伤加重；而使用褪黑素或 STING 抑制剂 H151 处理可减轻肺损伤，减少细胞死亡，抑制 STING 通路激活和坏死性凋亡相关蛋白表达的上调。这表明 mtDNA - STING 信号通路通过激活坏死性凋亡促进 ALI 发展，而褪黑素通过抑制 mtDNA 释放和 STING 通路激活，减轻坏死性损伤，防止 ALI 进展。
在研究结论和讨论部分，研究人员明确了脓毒症诱导的 ARDS 中肺损伤的机制，即 STING 信号因 mtDNA 释放而激活，进而触发 RIPK1/RIPK3/MLKL 介导的坏死性凋亡，引发炎症反应级联。褪黑素则能有效减少 mtDNA 泄漏，抑制 STING 激活和坏死性凋亡，最终减轻肺损伤并改善肺功能。这一发现为脓毒症诱导的 ARDS 潜在治疗靶点提供了新的分子见解，为临床使用褪黑素治疗脓毒症提供了机制支持，凸显了褪黑素作为有前景治疗药物的潜力 。
不过，该研究也存在一些局限性。例如，褪黑素减轻坏死与它的抗炎和抗氧化作用之间的确切关系尚不明确，对细胞死亡多种模式之间的相互作用理解也有限。此外，STING 信号与坏死性凋亡之间的关系可能并非简单的上下游关系，还需要进一步研究来明确具体机制。但尽管如此，这项研究依然为脓毒症相关肺损伤的治疗开辟了新的方向，期待未来能有更多深入的研究，为解决这一棘手的医学难题带来更多突破。
