乳铁蛋白通过调控MAPK信号通路抑制铁死亡预防热射病肠屏障损伤的机制研究

热射病(HS)导致多器官损伤的关键在于肠屏障破坏引发的全身炎症。海军军医大学团队通过体内外实验证实，乳铁蛋白(LF)通过上调GPX4/SLC7A11抑制铁死亡，并调控p38/ERK/JNK-MAPK通路，显著改善Caco-2细胞TEER值和紧密连接蛋白分布，在LF基因敲除小鼠中反向验证了其增强耐热性、减轻器官损伤的作用。该研究为高温作业人员提供了新型营养干预策略。

　　

随着全球变暖加剧，热射病(HS)已成为威胁人类健康的重大公共卫生问题。这种由高温引发的急症以高达32.4%的死亡率令人警醒，其核心病理机制是肠道屏障破坏导致的"肠漏"现象——当高温使肠道上皮细胞间的紧密连接蛋白ZO-1、Occludin等解体时，内毒素便乘虚而入，触发全身炎症风暴。尽管临床已认识到维护肠屏障是防治关键，但现有干预手段仍显不足。在这一背景下，海军军医大学的研究团队将目光投向了乳铁蛋白(LF)——这种天然存在于乳汁中的铁结合糖蛋白，因其卓越的免疫调节和屏障保护特性，成为对抗热应激损伤的理想候选者。

研究人员通过构建Caco-2细胞单层屏障模型和LF基因敲除小鼠模型，系统探究了LF在热应激条件下的保护机制。实验采用CCK-8法筛选出0.25 mg/mL为最佳干预浓度，通过跨上皮电阻(TEER)和FITC-葡聚糖(FD4)渗透实验证实LF可显著缓解热应激导致的屏障破坏。Western blot和免疫荧光显示，LF能维持ZO-1、E-cadherin等连接蛋白的连续线性分布。更深入的研究发现，热应激通过抑制GPX4和SLC7A11诱发铁死亡，导致Fe²⁺堆积和脂质过氧化，而LF能逆转这一过程。MAPK通路分析表明，LF通过抑制p38/ERK过度磷酸化发挥保护作用。

在动物实验中，植入温度监测胶囊的小鼠在40°C高湿环境中，LF预处理组表现出显著的耐热性提升：体温上升速度减缓，血清ALT、AST等器官损伤标志物水平降低，肠屏障标志物D-乳酸含量减少。病理切片显示LF组肠道绒毛结构完整，而LF敲除小鼠则出现严重水肿和炎症浸润。这些发现发表于《International Journal of Biological Macromolecules》，不仅揭示了LF通过"铁死亡-MAPK"轴保护肠屏障的新机制，更为高温作业人群提供了安全有效的营养干预方案。

关键技术方法包括：建立Caco-2细胞单层屏障模型评估TEER值；使用FerroOrange探针检测Fe²⁺水平；通过BODIPY 581/591 C11标记脂质过氧化；构建LF基因敲除小鼠模型；采用胶囊温度计实时监测核心体温；运用人工气候舱模拟高温高湿环境。

主要研究结果包括：

1. LF对热应激下Caco-2细胞活力的影响：0.25 mg/mL LF使细胞存活率从热应激组的68%提升至85%。
2. LF缓解肠屏障损伤：TEER值提升2.3倍，FD4渗透率降低57%，紧密连接蛋白表达量恢复至正常水平80%以上。
3. LF抑制铁死亡：使GPX4和SLC7A11表达量分别回升1.8倍和2.1倍，ROS生成减少62%。
4. MAPK通路调控：LF使p38磷酸化水平降低65%，ERK磷酸化峰值延迟2小时出现。
5. 动物模型验证：LF预处理使小鼠HS发作时间延迟40分钟，死亡率从33%降至0；LF敲除则使肠绒毛损伤评分从2.1分恶化至4.5分。

讨论部分强调，该研究首次阐明LF通过双重机制对抗HS：一方面作为铁螯合剂直接阻断Fenton反应，另一方面通过MAPK通路间接调控细胞应激响应。特别值得注意的是，LF在消化过程中可能被部分水解为活性肽段，这解释了其口服仍有效的特性。研究同时指出，MAPK通路的调控存在时间依赖性——早期抑制过度激活有益，但持续抑制可能影响修复信号，这为后续剂量优化研究指明了方向。

这项研究的意义不仅在于发现LF作为天然膳食补充剂对HS的预防价值，更开创性地建立了"肠屏障-铁死亡-MAPK"的理论框架。未来可进一步探索LF与其他营养素（如益生菌）的协同作用，以及在不同热暴露场景（如间歇性vs持续性）下的应用策略，为高温相关疾病的防治提供更全面的解决方案。