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討論：
肝臟是人體最大的腺體，在清除病原體和免疫反應中發揮著至關重要的作用。在膿毒癥條件下，肝臟是核心組成部分，可能會出現器官功能障礙。肝臟損傷或功能障礙最近被認為是膿毒癥的早期事件，可能嚴重影響病情的發展。在最近的研究中，我們成功建立了急性敗血癥模型（4天死亡率為100%，如圖4所示），并發現敗血癥小鼠在CLP后6h出現明顯的肝損傷（圖5）。與假組相比較，CLP組的病理評分以及肝組織中的谷丙轉氨酶（ALT）和谷草轉氨酶（AST）水平急劇上升。然而，從CLP后60分鐘開始，2%H2氣體處理3小時后，CLP+H2組小鼠的病理評分降低，ALT和AST的表達增加。值得說明的是，本研究通過Unisense針式氫氣電極對動物血中的氫氣分壓進行了動態測定，確保了氫氣吸入過程中血液濃度的穩定與有效，為后續效應分析提供了可靠的藥代動力學依據。
作為真核細胞的“發電站”，線粒體提供了人體所需能量的90%以上。線粒體氧化應激、線粒體裂解或線粒體鈣超載導致的線粒體功能障礙是導致MODS的重要細胞事件，在敗血癥中起著至關重要的作用。為了確定H2氣體對敗血癥誘導的線粒體功能障礙的影響，我們使用商業試劑盒測量了線粒體呼吸速率。在假手術或CLP手術后6小時，與假手術組相比，CLP組小鼠的RCR水平明顯下降，而吸入2%的H2可改善CLP+H2組小鼠的RCR水平（如圖6所示）。
先前的研究表明，選擇性線粒體自噬（線粒體自噬）是線粒體質量控制的重要軸心，以應對線粒體損傷。FUNDC1是一種位于線粒體外膜上的蛋白質，可作為線粒體自噬受體，在線粒體應激和缺氧時清除功能障礙的線粒體。在正常情況下，FUNDC1被Src激酶和CK2在LIR motif的Tyr18位置磷酸化，抑制細胞的有絲分裂過程。然而，在缺氧或其他危險情況下，Src失活，FUNDC1被PGAM家族成員5（PGAM5）去磷酸化，導致FUNDC1和LC3-II的共定位和相互作用增加。其結果包括形成吞噬受損線粒體的隔離膜。在我們最近的實驗中，我們發現與假組相比，CLP組小鼠FUNDC1和p-18-FUNDC1的表達減少，而2%H2氣體處理3小時可顯著降低CLP+H2組小鼠這兩種蛋白的水平（圖3）。因此，吸入2%H2氣體3小時可促進有絲分裂，保護小鼠免受敗血癥引起的肝損傷。
我們還測量了有絲分裂相關蛋白的表達水平，如P62、LC3B-II、Tim23和caspase-1。P62蛋白是自噬通量的標志物，它與LC3B-II的相互作用被證明可將P62及其貨物運送到自噬體。此外，Tim23是線粒體內膜復合體轉運酶的通道形成亞基，介導前蛋白跨線粒體內膜轉運。它還能反映線粒體的數量。Caspase-1激活各種途徑，導致線粒體解體，最終導致線粒體網絡破碎。它還可能抑制有絲分裂，擴大線粒體損傷。在我們的研究中，我們發現CLP組小鼠的P62、LC3-II和caspase-1的表達高于假組小鼠，但Tim23的表達低于假組小鼠；而吸入2%H2會增加CLP+H2組小鼠的P62、LC3-II和caspase-1的水平，但不會增加Tim23的水平（圖7）。這些數據表明，吸入2%H2可改善有絲分裂，保護敗血癥動物免受線粒體損傷。
據報道，含有FUNDC1 LIR基序的合成細胞穿透肽P可阻斷FUNDC1與LC3的相互作用，從而阻止細胞的有絲分裂。根據Zhang等人發表的研究，用多肽P預處理小鼠24小時可有效防止缺氧誘導的線粒體功能障礙。因此，為了驗證FUNDC1的關鍵作用，本研究在小鼠進行CLP或假手術前24小時腹腔注射細胞穿透肽P。然而，CLP+肽P組和CLP+H2+肽P組小鼠的7天死亡率、病理評分、谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶水平、RCR和有絲分裂相關蛋白水平（P62、LC3B-II、Tim23、caspase-1）均無統計學差異（圖3-7）。這一結果，結合Unisense針式氫氣電極所確認的體內氫氣暴露數據，表明肽P注射液可以逆轉2%H2氣體對膿毒癥誘導的肝損傷、線粒體功能障礙和有絲分裂的治療作用。
結論：
總之，本研究證實，吸入2%H2氣體3小時可作為一種有效的治療策略，通過調節FUNDC1依賴性有絲分裂來治療敗血癥誘發的肝損傷。本研究的一個關鍵方法學優勢在于，利用Unisense針式氫氣電極對模型動物的體內氫氣濃度進行了精準的藥代動力學驗證，確保了治療干預的準確性和可重復性。這不僅闡明了氫氣發揮肝保護作用的分子機制，也為未來將氫氣療法轉化為臨床應用提供了重要的劑量學和動力學參考。
FUNDC1依賴性線粒體自噬及氫氣電極驗證：氫氣緩解膿毒癥肝損傷的機制——引言、材料與方法
