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抑制TRIM63表达通过调控PPARα/PGC-1α通路改善呼吸机诱导的膈肌功能障碍
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Mitochondrion 3.9
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本研究针对呼吸机诱导的膈肌功能障碍(VIDD)这一临床难题,揭示了TRIM63通过抑制PPARα/PGC-1α通路加剧线粒体损伤的分子机制。研究人员通过动物模型证实,使用抑制剂MyoMed-205抑制TRIM63可显著改善膈肌收缩功能、线粒体动力学并减少细胞凋亡,为VIDD防治提供了新靶点。
机械通气(Mechanical Ventilation, MV)是重症患者生命支持的重要手段,但长期使用会导致膈肌结构和功能损伤,即呼吸机诱导的膈肌功能障碍(Ventilator-induced Diaphragmatic Dysfunction, VIDD)。这一问题显著延长患者脱机时间,增加医疗成本和死亡率。近年研究发现,线粒体功能紊乱是VIDD的核心机制,表现为过度分裂、膜电位下降和活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)积累。然而,调控这一过程的关键分子靶点尚未明确。
针对这一科学难题,江南大学附属医院的研究团队在《Mitochondrion》发表重要研究,首次揭示E3泛素连接酶TRIM63通过抑制PPARα(过氧化物酶体增殖物激活受体α)/PGC-1α(过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α)通路加剧VIDD的分子机制。研究人员使用特异性抑制剂MyoMed-205抑制TRIM63表达,发现可显著改善膈肌收缩力、恢复线粒体融合-分裂平衡,并降低细胞凋亡率。这一发现为临床干预VIDD提供了精准治疗靶点。
研究采用四大关键技术:1)建立Wistar大鼠VIDD模型(12小时机械通气);2)使用MyoMed-205进行TRIM63靶向抑制;3)通过透射电镜和JC-1染色评估线粒体结构与膜电位;4)Western blot检测PPARα/PGC-1α通路蛋白表达。
【MyoMed-205抑制MV诱导的氧化应激和膈肌功能障碍】
实验显示,MV组大鼠膈肌收缩力下降15%(120Hz刺激),而TRIM63抑制剂组基本恢复正常。生化检测证实,抑制剂显著提升超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)水平,提示氧化应激缓解。
【TRIM63调控PPARα/PGC-1α通路的机制】
蛋白互作分析揭示TRIM63与PPARα/PGC-1α存在直接关联。抑制TRIM63后,PPARα和PGC-1α表达上调2.1倍和1.8倍,伴随线粒体融合蛋白MFN2升高而分裂蛋白DRP1下降,证实该通路对线粒体动态平衡的调控作用。
【线粒体结构与功能改善】
电镜观察显示抑制剂组线粒体嵴结构完整,膜电位提升47%,自噬标志物LC3-II/LC3-I比值降低,凋亡相关蛋白BAX/BCL-2比率下降62%,表明TRIM63抑制可多维度修复线粒体功能。
结论部分强调,TRIM63作为VIDD的关键调控因子,通过抑制PPARα/PGC-1α通路导致线粒体过度分裂和能量代谢紊乱。该研究不仅阐明了VIDD的新机制,更推动TRIM63抑制剂向临床转化。值得注意的是,PPARα激动剂(如非诺贝特)与PGC-1α激活剂(如白藜芦醇)的联合应用可能产生协同效应,这为开发复合治疗方案提供了理论依据。研究团队特别指出,未来需在大型动物模型和临床样本中验证TRIM63的调控普适性,并优化抑制剂给药方案以提升靶向性。
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