《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Imeglimin improves mitochondrial quality and protects against lipopolysaccharide-induced acute lung injury by enhancing TXNIP promoter methylation
编辑推荐：
该研究探讨伊美格列明在脂多糖（LPS）诱导的急性肺损伤（ALI）模型中的保护作用及机制通路。研究人员给予伊美格列明后，小鼠存活率显著升高，肺水肿减轻，肺组织病理损伤缓解。研究人员发现伊美格列明可减少炎性细胞浸润，降低支气管肺泡灌洗液中的蛋白渗漏，下调丙二醛等氧
该研究探讨伊美格列明在脂多糖（LPS）诱导的急性肺损伤（ALI）模型中的保护作用及机制通路。研究人员给予伊美格列明后，小鼠存活率显著升高，肺水肿减轻，肺组织病理损伤缓解。研究人员发现伊美格列明可减少炎性细胞浸润，降低支气管肺泡灌洗液中的蛋白渗漏，下调丙二醛等氧化应激标志物，抑制IL-6与CXCL2等促炎细胞因子，并提升超氧化物歧化酶（SOD）活性。在人肺微血管内皮细胞（HPMECs）中，伊美格列明维持线粒体完整性及膜电位，减少活性氧（ROS）产生，抑制线粒体通透性转换孔（mPTP）开放。转录组学分析鉴定出TXNIP为伊美格列明下调的关键基因，其机制为增强TXNIP启动子区甲基化；该表观遗传调控伴随DNA甲基转移酶3B（DNMT3B）表达与活性升高、十至十一转位蛋白3（TET3）活性下降。分子对接进一步支持伊美格列明直接结合DNMT3B与TET3。与其他七类降糖药比较，伊美格列明在ALI小鼠中死亡率与低血糖发生率最低。综上，伊美格列明通过促进TXNIP启动子甲基化、沉默TXNIP表达、增强线粒体质量控制、减轻氧化应激与炎症，从而对LPS诱导ALI发挥保护作用并改善生存。
研究背景方面，急性肺损伤（ALI，亦称急性呼吸窘迫综合征）以严重呼吸困难、顽固低氧血症和非心源性肺水肿为特征，病原包括细菌或病毒感染肺炎、全身炎症、胃内容物误吸及重大创伤。现有管理以肺保护通气、液体管理、俯卧位及糖皮质激素和他汀类等非特异药物为主，但缺乏有效靶向药，随机对照试验显示炎症与死亡率改善有限，死亡率仍可达43%，因此亟需阐明机制并开发新疗法。肺微血管内皮屏障破坏是ALI核心病理，LPS等可造成线粒体膜电位下降、mPTP开放、线粒体ROS升高和线粒体分裂增强，进而驱动细胞骨架重塑、内皮凋亡、屏障渗漏及NF-κB等促炎信号活化。伊美格列明（imeglimin）是2021年获批的新型口服降糖药，可改善β细胞葡萄糖刺激性胰岛素分泌、肌肉胰岛素敏感性并抑制肝糖异生，已有研究提示其可增加线粒体DNA含量、维持线粒体形态、恢复复合体I/III活性、抑制反向电子传递、减少ROS与细胞色素c释放并防止mPTP开放，但其在ALI中的精确分子靶点不明。研究人员由此在小鼠与HPMECs中检验伊美格列明是否经线粒体质量控制保护ALI并鉴定分子靶标，论文发表于《Biomedicine》。
主要关键技术方法上，体内使用雄性C57BL/6J小鼠经气管LPS诱导ALI，设对照、LPS及伊美格列明干预组，并以七类其他降糖药做比较；体外采用人肺微血管内皮细胞（HPMECs）建LPS损伤模型。研究手段包括生存与肺湿干重比评估、H&E组织学Ashcroft评分、支气管肺泡灌洗液（BALF）细胞因子与氧化指标ELISA、MitoTracker/JC-1/Calcein-AM线粒体表型检测、转录组测序、qPCR与Western blotting、TXNIP启动子亚硫酸氢盐甲基化PCR、甲基化酶活力ELISA，以及H-dock分子对接。
研究结果部分，3.1节伊美格列明对LPS诱导小鼠ALI具保护作用：通过生存曲线与肺W/D比确定100 mg/kg最优，该剂量减轻肺瘀斑出血、炎性浸润、间质水肿与肺泡隔增厚，降低BALF总细胞数、总蛋白、丙二醛（MDA）、CXCL2与IL-6，提升SOD活性，IL-18下降但未达显著。3.2节伊美格列明通过增强线粒体质量减轻ALI：以100 μg/mL LPS处理HPMECs，伊美格列明恢复丝状线粒体、回升高膜电位、减少线粒体ROS、抑制mPTP开放，并降低上清CXCL2与IL-6。3.3节伊美格列明通过抑制硫氧还蛋白相互作用蛋白（TXNIP）表达增强线粒体质量：转录组与验证实验显示TXNIP显著下调，ASK-1蛋白升高被抑制，免疫荧光示伊美格列明降低TXNIP总量但不改变其向线粒体转位。3.4节伊美格列明经启动子甲基化抑制TXNIP：LPS使TXNIP启动子低甲基化，伊美格列明恢复甲基化；LPS下DNMT3B表达与DNMT1/3A/3B活性降、TET2/3活性升，伊美格列明逆转此趋势，分子对接显示其结合DNMT3B与TET3。3.5节伊美格列明优于其他降糖药：glyburide、metformin、insulin、imeglimin降死亡率，其中imeglimin最优；insulin与dapagliflozin低血糖风险高，glyburide与imeglimin无低血糖事件。
讨论部分总结，研究人员指出伊美格列明除降糖外，在心肌肾损伤、脑缺血、骨关节炎、脂肪肝、动脉粥样硬化等领域均有保护报道，本研究首次证明其对LPS-ALI保护并首次比较八类降糖药，显示其疗效优且正常血糖下不引起低血糖，与2型糖尿病临床安全性数据一致。机制上，TXNIP作为硫氧还蛋白系统关键负调控分子，高表达促ROS、炎症小体与线粒体凋亡；伊美格列明经DNMT3B/TET3动态平衡促进TXNIP启动子甲基化，从而沉默TXNIP、阻断TXNIP易位释放ASK-1、改善线粒体质量。局限性在于主要为LPS模型、缺TXNIP启动子ChIP与基因操作因果验证、种属转化需谨慎。
结论部分翻译：据研究人员所知，本研究首次证明伊美格列明对LPS诱导ALI具保护作用，疗效超过七类其他降糖药。其保护机制包括促进TXNIP启动子甲基化、抑制TXNIP表达、增强线粒体质量以及减少氧化应激与炎性细胞因子。这些发现提示伊美格列明是ALI管理的有前景治疗候选药物。
