揭秘肠道缺血再灌注损伤新机制：BMSC-EVs 携 miR-378a-3p 调控 SREBF2/HMGB1 轴抑制铁死亡

肠道缺血再灌注（II/R）损伤治疗棘手，研究人员探究骨髓间充质干细胞来源的细胞外囊泡（BMSC-EVs）对其铁死亡的影响。发现 BMSC-EVs 通过转运 miR-378a-3p 调节 SREBF2/HMGB1 轴抑制铁死亡，为 II/R 损伤治疗提供新思路。

　　在医学领域，肠道缺血再灌注（II/R）损伤是个极为棘手的难题。它常伴随着急性肠系膜缺血、出血性或感染性休克、严重烧伤，以及心肺转流、小肠移植、腹主动脉手术等医疗操作出现。一旦发生，肠道上皮细胞会大量死亡，肠道黏膜屏障被破坏，进而引发全身性炎症，还会连累肺、肝、肾、心、脑等远处器官，严重时可危及生命。然而，由于对其发病机制了解有限，目前临床上还缺乏有效的治疗手段。近年来，铁死亡这种新型的细胞死亡方式逐渐进入人们的视野，它在 II/R 损伤中的作用引起了广泛关注。但铁死亡在肠道组织中被诱导的具体机制仍不明确。同时，骨髓间充质干细胞（BMSCs）在再生医学领域备受瞩目，它具有分化成多种细胞类型和分泌生物活性分子的能力，对多种疾病有治疗潜力，在减轻 II/R 损伤方面也有一定效果，可具体机制同样不清楚。正是在这样的背景下，中南大学湘雅医学院附属儿童医院等机构的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Cell Death Discovery》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先构建了小鼠 II/R 损伤模型和细胞缺氧 / 复氧（H/R）模型，模拟体内外缺血再灌注的环境。通过基因敲低和过表达技术，研究相关基因在铁死亡中的作用。利用生物信息学分析筛选差异表达基因和预测潜在的调控关系。还运用了蛋白质免疫印迹（Western blot）、定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）、染色质免疫沉淀（Ch-IP）、免疫共沉淀（Co-IP）、RNA 下拉实验（RNA pull-down）、双荧光素酶报告基因实验等技术，从分子水平深入探究基因、蛋白之间的相互作用和调控机制 。

下面来看看具体的研究结果：

• Lip 或 HMGB1 抑制 II/R 诱导的铁死亡：研究人员借助生物信息数据库筛选出 II/R 损伤中异常表达的基因，发现 HMGB1 和 SREBF2 在 II/R 组织中显著上调。构建 II/R 小鼠模型并使用铁死亡抑制剂 Lip 处理后发现，Lip 能减轻肠道绒毛损伤、降低肠道损伤 Chiu 评分、改善肠道通透性，还能抑制 HMGB1 表达。同时，敲低 HMGB1 也能减轻肠道损伤，这表明 HMGB1 在 II/R 损伤铁死亡相关通路中高表达，抑制它或铁死亡能有效减轻 II/R 损伤。
• 敲低 HMGB1 抑制 H/R 诱导的 Caco-2 细胞铁死亡：为进一步探究 HMGB1 在 H/R 诱导的 Caco-2 细胞铁死亡中的作用，研究人员转染 sh-HMGB1 或对照 sh-NC。结果显示，敲低 HMGB1 可降低 H/R 诱导的 HMGB1 表达，增加谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性和谷胱甘肽（GSH）水平，降低丙二醛（MDA）和亚铁离子（Fe²⁺）水平，还能逆转铁死亡相关蛋白的表达，减少活性氧（ROS）积累，并且证实了 HMGB1 与 ACSL4 存在相互作用，说明敲低 HMGB1 能抑制 H/R 诱导的 Caco-2 细胞铁死亡。
• SREBF2 直接调节 HMGB1 表达促进 H/R 诱导的 Caco-2 细胞铁死亡：研究人员通过 Pearson 相关性分析发现 HMGB1 和 SREBF2 表达呈正相关，预测并证实 SREBF2 可直接结合 HMGB1 启动子区域调节其表达。敲低 SREBF2 后，H/R 处理的 Caco-2 细胞中 SREBF2 和 HMGB1 表达降低，GSH-Px 活性和 GSH 水平升高，MDA 和 Fe²⁺水平降低，铁死亡相关蛋白表达改变，ROS 水平下降，表明 SREBF2 直接调节 HMGB1 表达，促进 H/R 诱导的 Caco-2 细胞铁死亡。
• BMSC-EVs 抑制 SREBF2/HMGB1 轴减轻 H/R 诱导的 Caco-2 细胞铁死亡：研究人员证实 BMSCs 具有三系分化能力后，分离出 BMSC-EVs。实验表明，BMSC-EVs 能被 Caco-2 细胞有效摄取，它可提高 H/R 诱导的 Caco-2 细胞中 GSH-Px 活性和 GSH 水平，降低 MDA、Fe²⁺和 ROS 水平，逆转铁死亡相关蛋白表达，还能抑制 SREBF2 和 HMGB1 表达，说明 BMSC-EVs 通过抑制 SREBF2/HMGB1 轴减轻 H/R 诱导的 Caco-2 细胞铁死亡。
• miR-378a-3p 调节 SREBF2/HMGB1 轴：为探究 BMSC-EVs 减轻 II/R 诱导铁死亡的机制，研究人员筛选出 II/R 中下调的 miRNA，发现 miR-378a-3p 过表达可显著降低 SREBF2 和 HMGB1 表达，而 miR-182-5p 过表达无此效果。进一步研究发现，miR-378a-3p 通过靶向 MAPK1/NF-κB 通路调节 SREBF2/HMGB1 轴。
• BMSC-EVs 来源的 miR-378a-3p 调节 SREBF2/HMGB1 轴抑制 H/R 诱导的 Caco-2 细胞铁死亡：研究人员发现 BMSC-EVs 中 miR-378a-3p 表达较高，调节其表达后发现，过表达 miR-378a-3p 可增强 BMSC-EVs 对 H/R 诱导的 Caco-2 细胞铁死亡的抑制作用，抑制 miR-378a-3p 则相反，表明 BMSC-EVs 来源的 miR-378a-3p 调节 SREBF2/HMGB1 轴抑制 H/R 诱导的 Caco-2 细胞铁死亡。
• BMSC-EVs 来源的 miR-378a-3p 通过 SREBF2/HMGB1 轴减轻 II/R 诱导的铁死亡：给 II/R 小鼠注射过表达 miR-378a-3p 的 BMSC-EVs 后，发现可减轻肠道黏膜损伤、降低 Chiu 评分，提高肠道组织中 GSH-Px 活性和 GSH 水平，降低 MDA 和 Fe²⁺水平，恢复铁死亡相关蛋白表达，减少 ROS 水平，抑制 SREBF2、HMGB1、MAPK1 和 p-p65 表达，改善线粒体形态，说明 BMSC-EVs 来源的 miR-378a-3p 通过调节 SREBF2/HMGB1 轴减轻 II/R 诱导的铁死亡。

综合上述研究，研究人员得出结论：BMSC-EVs 通过转运 miR-378a-3p 调节 SREBF2/HMGB1 轴，有效抑制 II/R 损伤过程中的铁死亡。这一发现为深入了解 II/R 损伤的发生和发展机制提供了新视角，也为开发针对 II/R 损伤的新型治疗策略奠定了理论基础，有望为临床治疗带来新的突破。