4-辛基衣康酸通过调控TLR4/MAPK/NF-κB通路缓解脓毒症内皮细胞炎症及屏障功能障碍的机制研究

本研究针对脓毒症血管损伤高死亡率缺乏有效治疗手段的现状，首次揭示代谢物衍生物4-辛基衣康酸(4-OI)通过抑制TLR4/MAPK/NF-κB信号通路，显著减轻LPS诱导的内皮炎症、氧化应激和屏障功能障碍，并在小鼠模型中验证其改善急性肺损伤(ALI)和提升生存率的效果，为脓毒症治疗提供了新型代谢干预策略。

　　

脓毒症作为感染引发的致命性全身炎症反应，其导致的急性肺损伤(ALI)死亡率高达40%，核心机制在于失控的炎症风暴和内皮屏障破坏。尽管代谢重编程在免疫调控中的作用日益受关注，但TCA循环代谢物衣康酸及其衍生物能否改善脓毒症血管损伤仍是未解之谜。西南医科大学的研究团队在《Molecular Medicine》发表研究，首次系统阐明4-辛基衣康酸(4-OI)通过多重机制保护内皮功能的突破性发现。

研究采用人脐静脉内皮细胞(HUVECs)构建LPS炎症模型，结合LPS诱导的脓毒症小鼠模型，通过qRT-PCR、ELISA、流式细胞术、超高分辨率显微成像等技术，系统评估4-OI对炎症因子、线粒体功能、细胞程序性死亡和血管通透性的影响，并通过网络药理学和分子对接锁定关键作用靶点。

4-OI减轻LPS诱导的内皮炎症和氧化应激
研究发现4-OI(125μM)预处理可显著抑制TNF-α、IL-6和IL-1β的mRNA和蛋白表达。通过DCFH-DA和MitoSOX探针证实4-OI能降低细胞总ROS和线粒体ROS(mtROS)水平，JC-1检测显示其可逆转LPS诱导的线粒体膜电位(ΔΨ)下降，qRT-PCR显示细胞质mtDNA释放减少。超高分辨率显微镜(SIM)观察到4-OI维持了线粒体网状结构，而LPS组出现明显碎片化。

4-OI抑制内皮细胞死亡程序
TUNEL染色显示4-OI使凋亡率降低2.1倍，Western blot证实其上调抗凋亡蛋白Bcl-2，下调Cleaved-Caspase 3和Bax。在LPS+ATP诱导的焦亡模型中，4-OI显著抑制NLRP3/ASC/Cleaved-Caspase 1通路的激活。

改善内皮屏障功能
THP-1黏附实验显示4-OI使单核细胞黏附减少59%，并下调ICAM-1/VCAM-1表达。FITC-Dx-70渗透实验表明其降低内皮通透性31%，免疫荧光显示4-OI阻止了VE-cadherin磷酸化和内化，维持细胞间连接完整性。

机制解析与动物验证
网络药理学锁定TLR4/MAPK通路，分子对接显示4-OI与MAPK1/8结合能<-5.0 kcal/mol。实验证实4-OI抑制TLR4/MyD88表达及p38 MAPK/JNK/ERK磷酸化，阻断NF-κB p65核转位。小鼠模型中，4-OI(50 mg/kg)预处理使血清TNF-α降低19.6%，肺组织Evans blue渗出减少42%，湿干重比下降28%，并显著提高LPS(20 mg/kg)攻击后5天生存率(70% vs 30%)。

该研究首次阐明4-OI通过"代谢-免疫-血管"三重调控机制发挥脓毒症保护作用：在代谢层面纠正线粒体功能障碍，在免疫层面阻断TLR4/MAPK/NF-κB信号轴，在血管层面维持屏障完整性。相较于传统抗炎药物，4-OI兼具调节代谢和靶向特定信号通路的独特优势，为开发脓毒症多靶点治疗药物提供了新思路。研究还提示内源性代谢物衍生物在危重症治疗中的广阔前景，未来需进一步探索其药代动力学特性及与其他器官保护的协同效应。