一、体内实验证实:ALI/ARDS 存在铁死亡,且与 Sesn2 密切相关
研究团队利用 C57BL/6 野生型小鼠及 Sesn2 敲除小鼠构建 CLP 诱导 ALI/ARDS 模型,发现模型小鼠肺组织中 Sesn2 表达显著升高,而铁死亡关键指标呈现特征性变化:铁死亡抑制蛋白 GPX4、Ferritin、FTH1 表达下调,促铁死亡蛋白 ACSL4、TFR1 表达上调(p<0.05)。生化检测显示,模型小鼠肺组织中抗氧化剂 GSH 显著耗竭,脂质过氧化产物 MDA 及 Fe²⁺水平大幅升高(p<0.0001),透射电子显微镜观察到线粒体萎缩、嵴减少、膜密度增加等典型铁死亡形态学特征。
进一步使用铁死亡抑制剂 Lip-1 干预后,上述铁死亡指标及肺组织炎性损伤(出血、肺泡隔增厚、炎性细胞浸润)均显著缓解;而 Sesn2 敲除小鼠的铁死亡程度及肺损伤更为严重,Lip-1 干预可部分逆转该表型,证实 Sesn2 与 ALI/ARDS 中的铁死亡进程密切相关,且具有内源性保护作用。
二、体外实验验证:LPS 诱导 AEC-II 铁死亡,Sesn2 呈代偿性高表达
为明确细胞层面机制,研究团队以 MLE-12 肺泡上皮细胞为研究对象,建立 LPS 诱导 ALI 体外模型,确定 1μg/mL LPS 处理 24 小时为最佳实验条件。结果显示,LPS 诱导后 MLE-12 细胞存活率显著下降,同时伴随 Sesn2 表达代偿性升高,铁死亡相关指标呈现与体内实验一致的变化:GSH 降低、MDA 及 Fe²⁺升高(p<0.01),流式细胞术及免疫荧光检测证实细胞内脂质 ROS 生成增加(p<0.0001)。
Lip-1 干预可有效恢复 LPS 诱导的细胞活力下降,抑制脂质过氧化及 Fe²⁺积累,且不影响 Sesn2 的表达水平,提示 Sesn2 与铁死亡抑制剂可能通过不同途径发挥保护作用,进一步佐证铁死亡在 AEC-II 损伤中的核心地位。
三、Sesn2 负调控 AEC-II 铁死亡,发挥 ALI 保护作用
通过构建 Sesn2 干扰 RNA 及过表达质粒转染 MLE-12 细胞,研究团队证实 Sesn2 对铁死亡的负向调控作用:Sesn2 过表达可显著逆转 LPS 诱导的细胞存活率降低(p<0.05),抑制 MDA 及 Fe²⁺积累,提升 GSH 水平,同时上调 GPX4、FTH1、Ferritin 等铁死亡抑制蛋白表达,下调 ACSL4、TFR1 等促铁死亡蛋白表达;反之,Sesn2 沉默则会加剧 LPS 诱导的铁死亡及细胞损伤(p<0.0001),免疫荧光及流式检测显示细胞内 ROS 水平显著升高,证实 Sesn2 通过抗氧化、抑制铁死亡发挥 AEC-II 保护作用。
四、分子机制阐明:Sesn2 通过 P62-Keap1-Nrf2 通路调控铁死亡
为揭示 Sesn2 发挥作用的核心通路,研究团队通过 Co-IP 实验证实 Sesn2 与 P62-Keap1-Nrf2 通路相关蛋白存在相互作用。进一步实验发现,LPS 诱导后 MLE-12 细胞中 P62 表达下调,Nrf2 表达上调;Sesn2 沉默会导致 P62 水平进一步降低,而 Sesn2 过表达可激活 P62-Keap1-Nrf2 通路,促进 Nrf2 核转录活性。
沉默 P62 后,LPS 诱导的 MLE-12 细胞存活率显著下降,GSH 含量降低、MDA 及 Fe²⁺升高,GPX4 表达受抑,ROS 生成增加(p<0.01),模拟了 Sesn2 沉默的表型。上述结果证实,P62 是 Sesn2 调控铁死亡的关键下游分子,Sesn2 通过激活 P62-Keap1-Nrf2 信号通路,增强细胞抗氧化能力,进而抑制 AEC-II 铁死亡,减轻急性肺损伤。