討論:

敗血癥的發(fā)病機(jī)制涉及自噬和ERS機(jī)制，但自噬和ERS在敗血癥發(fā)病機(jī)制中的關(guān)系是什么？此外，這種關(guān)系是否是氫氣治療的新型靶向機(jī)制也有待進(jìn)一步探討。目前的研究表明：（1）膿毒癥誘導(dǎo)ERS，TM和4-PBA分別增加和減少了ERS的活性；（2）ERS的增加損害了自噬活性，但相反，自噬減弱了膿毒癥小鼠肺、肝和腎組織中的ERS活性；（3）ERS的缺失減輕了膿毒癥小鼠肺、肝和腎的組織損傷和功能障礙；(4)氫氣減輕了膿毒癥小鼠的ERS，增強(qiáng)了自噬活性；以及(5)氫氣通過自噬途徑減輕了ERS，緩解了炎癥，保護(hù)了器官功能障礙，并通過自噬激活和ERS途徑失活提高了存活率。

最近，人們對(duì)研究ERS在敗血癥發(fā)病機(jī)制中的調(diào)控機(jī)制越來越感興趣。ERS是ER中復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)，可由某些生理病理?xiàng)l件觸發(fā)，包括缺血再灌注損傷、炎癥等。對(duì)此，已證實(shí)ER應(yīng)激是通過位于ER膜上的三個(gè)專門的應(yīng)激傳感器激活的，包括雙鏈RNA依賴性PERK（與eIF2α、ATF4和CHOP反應(yīng)）、ATF6（促進(jìn)產(chǎn)生增強(qiáng)ER功能的蛋白質(zhì)）和IRE1（在XBP1的協(xié)同作用下發(fā)揮作用），從而介導(dǎo)ER應(yīng)激信號(hào)通路。敗血癥是ERS激活和未折疊蛋白反應(yīng)（UPR）的罪魁禍?zhǔn)住Ｔ絹碓蕉嗟难芯恐С诌@樣一種觀點(diǎn)，即膿毒癥引起的細(xì)胞內(nèi)失衡破壞了ER的平衡并導(dǎo)致ERS，而后者刺激了協(xié)調(diào)的UPR信號(hào)傳導(dǎo)并有助于恢復(fù)ER的生理功能。Zhang等人的研究報(bào)告指出，膿毒癥誘導(dǎo)心臟組織中ER應(yīng)激相關(guān)蛋白GRP94、CHOP和caspase-1的表達(dá)增加。此外，膿毒癥誘導(dǎo)的ALI可激活ERS，而抑制ERS可改善膿毒癥患者的肺功能和肺損傷。此外，HO-1激活可以通過加速PERK/eIF2-α/ATF4/CHOP通路活性來抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。

與其他觀察結(jié)果一致，本研究數(shù)據(jù)顯示，中電誘導(dǎo)的敗血癥可引起肺組織中ERS相關(guān)標(biāo)志物p-PERK、p-eIF2α和IRE1α的上調(diào)，且呈時(shí)間依賴性；4-PBA可抑制敗血癥小鼠肺中p-PERK、p-eIF2α、IRE1α、XBP-1、CHOP和ATF6蛋白表達(dá)的增加；而TM可加速這些指標(biāo)的表達(dá)。此外，4-PBA還能明顯減輕敗血癥引起的肺、肝、腎組織損傷和器官功能障礙，提高敗血癥小鼠的存活率。與之前的結(jié)果一樣，我們的數(shù)據(jù)支持了膿毒癥可誘導(dǎo)ER活化并導(dǎo)致ERS的觀點(diǎn)，當(dāng)4-PBA抑制膿毒癥中的ERS時(shí)，TM進(jìn)一步激活了ERS。耐人尋味的是，氫氣處理具有與4-PBA相同的效果，即氫氣通過降低膿毒癥中p-PERK、p-eIF2α、IRE1α和XBP1的表達(dá)來緩解ERS的活性。然而，TM在一定程度上逆轉(zhuǎn)了氫氣對(duì)ERS活性、器官損傷和功能障礙以及死亡率的抑制作用，這表明氫氣抑制了敗血癥誘導(dǎo)的ERS。

炎癥是敗血癥的主要病理生理過程之一，與敗血癥誘發(fā)的ERS密切相關(guān)。在膿毒癥中，NF-κb的p65亞基增強(qiáng)了促炎細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄，包括TNF-α、IL-1β、IL-6等。ERS與NF-κb的p65亞基之間的相互作用可能來自這樣一種理論，即NF-κb的p65亞基的激活可能主要由IRE1介導(dǎo)，IRE1可與IκB激酶（IKK）結(jié)合，并通過IκB的磷酸化進(jìn)一步間接激活NF-κB，或者IRE1α依賴性調(diào)節(jié)基礎(chǔ)IKK活性是PERK有效激活NF-κb的p65亞基的必要條件。其他研究報(bào)道，敗血癥、急性肝功能衰竭和支氣管哮喘會(huì)激活NF-κb的p65亞基和ERS，而4-PBA對(duì)ERS的抑制可緩解NF-κb的p65亞基的激活和細(xì)胞因子的過度釋放。在本研究中，我們證實(shí)了敗血癥刺激NF-κbp65亞基磷酸化和促炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6和HMGB1過度釋放的觀點(diǎn)。之前的研究報(bào)告稱，氫氣不僅能緩解敗血癥中NF-κB的活化和炎癥反應(yīng)，還能通過抑制ERS的活化和活性對(duì)炎癥和缺血再灌注損傷起到保護(hù)作用。與之前的研究結(jié)果一致，我們的研究中氫處理通過減少NF-κbp65亞基的磷酸化和促炎細(xì)胞因子的釋放來抑制炎癥反應(yīng)。ERS的誘導(dǎo)劑TM逆轉(zhuǎn)了氫氣對(duì)敗血癥的抗炎作用。這些結(jié)果表明，氫氣能夠通過抑制膿毒癥中的ERS通路來抗炎。

自噬是維持細(xì)胞和組織正常生理功能的重要過程。自噬的適度上調(diào)主要作為一種適應(yīng)性反應(yīng)，以保護(hù)生物體免受各種刺激。我們的研究結(jié)果表明，CLP引起的敗血癥增加了LC3、Beclin1、PINK1和Parkin的表達(dá)，這表明自噬越來越多地呈現(xiàn)出對(duì)敗血癥的適應(yīng)性反應(yīng)。新的研究表明，ERS激活與自噬過程相互作用。例如，有報(bào)道稱，在多種疾病中，eIF2α的激活是自噬激活錯(cuò)誤折疊蛋白積累的必要條件。此外，eIF2α下游因子ATF4和DDIT3介導(dǎo)自噬激活及其靶基因轉(zhuǎn)錄對(duì)氨基酸饑餓或ER應(yīng)激的響應(yīng)。ERS通路的另一個(gè)關(guān)鍵蛋白ERN1/XBP1負(fù)向調(diào)節(jié)癌細(xì)胞中ER應(yīng)激介導(dǎo)的自噬反饋回路。Yoshida等人報(bào)告稱，小鼠缺乏XBP-1可能與神經(jīng)元損傷時(shí)自噬增強(qiáng)有關(guān)。此外，ER應(yīng)激抑制劑（4-苯基丁酸鹽）或PERK敲除（ER應(yīng)激的一個(gè)臂）可抑制脂多糖（LPS）激活的自噬，并加劇心肌細(xì)胞的細(xì)胞死亡。這些數(shù)據(jù)表明，ERS通過介導(dǎo)其關(guān)鍵通路蛋白來調(diào)節(jié)自噬狀態(tài)。相反，抑制自噬相關(guān)基因7（ATG7）會(huì)導(dǎo)致自噬功能受損，使肝細(xì)胞易受ERS影響并引發(fā)ERS，而ATG7的過表達(dá)可恢復(fù)或改善ER應(yīng)激，從而維持骨穩(wěn)態(tài)。自噬通量不足可刺激ERS激活并加重ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷。然而，自噬誘導(dǎo)劑Rap可減輕ER應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，增加自噬可降低ER應(yīng)激，改善高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的肝臟脂肪變性。我們目前的發(fā)現(xiàn)是，TM（ERS的誘導(dǎo)劑）處理可抑制CLP誘導(dǎo)的小鼠的自噬激活，這與之前的結(jié)果一致，而4-PBA（ERS的抑制劑）對(duì)自噬的影響則相反。通過服用Rap增加自噬可減輕ERS，但通過3-MA抑制自噬會(huì)加重?cái)⊙Y中的ERS。雖然自噬和ER應(yīng)激可通過它們之間的交叉對(duì)話進(jìn)行調(diào)控，但在膿毒癥中氫與交叉對(duì)話之間的關(guān)系還需要進(jìn)一步研究。在本研究中，我們重點(diǎn)研究了氫氣處理后自噬和ERS之間的交叉對(duì)話，以探究上述結(jié)論。我們發(fā)現(xiàn)：首先，3-MA抑制自噬或TM增加ERS分別逆轉(zhuǎn)了氫氣對(duì)抑制ERS和誘導(dǎo)自噬的影響。其次，3-MA或TM部分逆轉(zhuǎn)了氫氣對(duì)抑制炎癥和保護(hù)器官功能障礙及存活率的影響。這些研究結(jié)果表明，膿毒癥患者的自噬和ERS之間存在相互作用，氫氣通過交叉途徑對(duì)炎癥、器官損傷和功能障礙具有保護(hù)作用。

總之，我們重點(diǎn)研究了自噬和ERS對(duì)敗血癥的影響，以及氫與自噬和ERS的關(guān)聯(lián)。當(dāng)自噬在敗血癥中發(fā)揮更大作用時(shí)，ERS負(fù)向調(diào)節(jié)敗血癥中的炎癥、器官損傷和功能障礙。我們還發(fā)現(xiàn)了自噬和ERS在敗血癥中的交叉作用。此外，這種交叉對(duì)話在氫處理敗血癥中起著關(guān)鍵作用。這一結(jié)論支持了一種新的觀點(diǎn)，可用于理解氫氣對(duì)敗血癥的治療。