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脓毒症诱导的急性肺损伤(ALI)死亡率高,内皮功能障碍是主要病理特征。TET2 作为 DNA 去甲基化酶,其在脓毒症 ALI 内皮功能障碍中的作用尚不明确。本研究通过体内外模型发现 TET2 缺乏通过 PI3K/AKT 通路靶向 ITGA10 加重肺损伤,为 ALI 治疗提供新靶点。
脓毒症(Sepsis)是由感染引起的全身炎症反应综合征,可导致多器官功能衰竭,其中急性肺损伤(Acute Lung Injury, ALI)是脓毒症最常见且致命的并发症之一,其核心病理特征为肺血管内皮功能障碍,表现为血管通透性增加、炎症反应失控和细胞凋亡加剧。目前,脓毒症 ALI 的发病机制尚未完全阐明,缺乏有效的治疗手段,因此深入探究其分子机制具有重要的临床意义。
近年来,表观遗传学调控在脓毒症中的作用逐渐受到关注。DNA 甲基化修饰作为表观遗传的重要组成部分,其关键酶十 - 十一易位蛋白 2(Ten-eleven Translocation Protein 2, TET2)在多种炎症性疾病中发挥调控作用,但在脓毒症 ALI 中的功能尚未明确。为填补这一研究空白,重庆医科大学附属第一医院联合重庆理工大学等机构的研究团队开展了相关研究,旨在揭示 TET2 在脓毒症 ALI 中的作用及分子机制。该研究成果发表在《Cellular & Molecular Biology Letters》,为脓毒症 ALI 的治疗提供了新的理论依据和潜在靶点。
研究人员采用了多种关键技术方法:通过盲肠结扎穿孔术(Cecal Ligation and Puncture, CLP)构建脓毒症 ALI 小鼠模型,利用脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)刺激人肺微血管内皮细胞(Human Pulmonary Microvascular Endothelial Cells, HPMECs)建立体外模型;运用 RNA 测序(RNA-seq)和 KEGG 通路分析筛选差异表达基因和信号通路;通过小干扰 RNA(siRNA)和腺病毒载体实现 TET2 的敲低与过表达;借助免疫印迹(Western Blot)、免疫荧光、TUNEL 凋亡检测、Transwell 迁移实验等技术验证蛋白表达、细胞凋亡及迁移能力;采用甲基化特异性 PCR(MSP)和 5 - 羟甲基胞嘧啶(5-Hydroxymethylcytosine, 5-hmC)定量 PCR 检测基因甲基化水平。
TET2 和 5-hmC 在脓毒症 ALI 中表达下调并与凋亡相关
通过 CLP 模型证实,脓毒症 ALI 小鼠肺组织中 TET2 蛋白及 5-hmC 水平显著降低,且 5-hmC 水平与细胞凋亡指数呈负相关。免疫荧光显示 TET2 主要表达于肺血管内皮细胞,提示其通过调控内皮细胞功能参与 ALI 进程。
TET2 缺乏加重 HPMECs 功能障碍和凋亡
在 LPS 刺激的 HPMECs 中,TET2 表达随时间呈动态下降趋势。敲低 TET2 加剧了 LPS 诱导的细胞增殖抑制、迁移能力减弱及凋亡增加,同时促炎细胞因子 IL-1β 和 IL-6 表达升高;而过表达 TET2 则显著改善上述损伤,表明 TET2 对内皮细胞具有保护作用。
Tet2 敲低通过增强炎症和凋亡加重脓毒症小鼠肺损伤
利用腺相关病毒 AAV6 构建 Tet2 敲低小鼠模型,发现 Tet2 缺乏导致 CLP 小鼠肺组织病理损伤加重,表现为肺泡结构破坏、白细胞浸润增多、血管通透性增加(Evans 蓝染色和湿 / 干重比升高)。同时,VE - 钙黏蛋白(VE-cadherin)表达降低,炎症因子和凋亡蛋白水平显著上调,进一步验证 TET2 在体内对脓毒症 ALI 的保护作用。
TET2 通过调控 ITGA10/PI3K-AKT 信号通路发挥作用
RNA-seq 和 KEGG 分析显示,TET2 敲低导致细胞外基质(ECM)- 受体相互作用、黏着斑和 PI3K-AKT 通路相关基因显著改变。进一步筛选发现整合素 α10(Integrin α10, ITGA10)是 TET2 的关键下游靶点。TET2 通过降低 ITGA10 启动子甲基化水平,增加 5-hmC 修饰,从而上调其表达并激活 PI3K-AKT 信号通路。敲低 ITGA10 可逆转 TET2 过表达对 HPMECs 的保护效应,证实 ITGA10/PI3K-AKT 通路是 TET2 发挥功能的核心机制。
研究结论与意义
本研究首次揭示 TET2 在脓毒症 ALI 中的关键作用:TET2 缺乏通过降低 ITGA10 启动子 5-hmC 修饰,抑制其表达并失活 PI3K-AKT 通路,最终导致内皮细胞功能障碍和肺损伤加重。该研究不仅阐明了脓毒症 ALI 的表观遗传调控新机制,还为临床治疗提供了潜在靶点 ——TET2 激动剂或 ITGA10 模拟物可能成为改善脓毒症 ALI 预后的新策略。尽管研究仍存在 TET 家族其他成员作用未完全排除等局限,但其创新性发现为脓毒症相关疾病的治疗开辟了新方向,具有重要的科学价值和临床转化潜力。