摘要：

目的：敗血癥被定義為一種危及生命的器官功能障礙，由宿主對(duì)感染的反應(yīng)失調(diào)引起。盡管人們?cè)诹私鈹⊙Y的病理生理學(xué)方面取得了很大進(jìn)展，但仍需進(jìn)一步探討和研究其詳細(xì)的治療機(jī)制。自噬和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是敗血癥復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)途徑。在此，我們重點(diǎn)探討自噬和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與氫氣（H2）保護(hù)膿毒癥誘導(dǎo)的器官損傷的細(xì)胞機(jī)制。

材料和方法：將雄性C57BL/6小鼠隨機(jī)分為以下幾組：對(duì)照組、盲腸結(jié)扎穿刺（CLP）組、CLP+Tunicamycin（TM）組、CLP+4-苯基丁酸（4-PBA）組、CLP+雷帕霉素（Rap）組、CLP+3-甲基腺嘌呤（3-MA）組、CLP+H2組、CLP+H2+3MA組和CLP+H2+TM組。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用透射電子顯微鏡檢測(cè)自噬體；蛋白PKR樣ER激酶（PERK）、p-PERK、真核翻譯起始因子-2α（eIF2α）、p-eIF2α、肌醇需要酶1α（IRE1α）、C/EBP同源蛋白（CHOP）、激活轉(zhuǎn)錄因子（ATF）、通過(guò)Westernblot檢測(cè)了XBP-1、微管相關(guān)蛋白1light（LC3）、Beclin1、PTEN誘導(dǎo)的假定激酶1（PINK1）、Parkin和核因子卡巴B（NF-κb）p65亞基；檢測(cè)肺中髓過(guò)氧化物酶（MPO）活性、支氣管肺泡灌洗液（BAL）總蛋白、肺干濕比、血清生化指標(biāo)、7天存活率以及肺、肝、腎的病理?yè)p傷評(píng)分；并通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）檢測(cè)細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素（IL）-1β、IL-6和高遷移率組盒蛋白（HMGB）。

結(jié)果：我們證實(shí)敗血癥會(huì)誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。此外，我們還發(fā)現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的增加會(huì)損害膿毒癥小鼠的自噬活性，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的缺失會(huì)減輕膿毒癥小鼠的組織損傷以及肺、肝和腎的功能障礙。耐人尋味的是，氫氣通過(guò)自噬途徑緩解了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，同時(shí)也減輕了炎癥和器官損傷。結(jié)論氫氣通過(guò)自噬激活和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑失活，對(duì)膿毒癥引起的器官損傷起到保護(hù)作用。

引言:

敗血癥被定義為一種危及生命的器官功能障礙，由宿主對(duì)感染的反應(yīng)失調(diào)引起。其特點(diǎn)是過(guò)度炎癥反應(yīng)和免疫抑制以及體內(nèi)平衡異常。就發(fā)病率和死亡率而言，敗血癥造成了巨大的全球負(fù)擔(dān)。目前，提高膿毒癥患者的生活質(zhì)量和降低其死亡率仍然是醫(yī)學(xué)界面臨的艱巨挑戰(zhàn)。盡管在理解膿毒癥的病理生理學(xué)、對(duì)其詳細(xì)治療機(jī)制的進(jìn)一步討論和研究是需要的，并有助于制定治療策略。

自噬和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）應(yīng)激是細(xì)胞復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)途徑。雖然它們與疾病的生理和病理狀態(tài)密切相關(guān)，但它們?cè)诩?xì)胞中的調(diào)控并非獨(dú)立存在。ER是負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)折疊、翻譯后修飾和運(yùn)輸?shù)闹匾?xì)胞器。ER具有鈣儲(chǔ)存、脂質(zhì)合成和碳水化合物代謝的功能。某些病理情況，包括敗血癥和感染，會(huì)導(dǎo)致未折疊或折疊錯(cuò)誤的蛋白質(zhì)在ER中積累，進(jìn)而引起未折疊蛋白反應(yīng)，破壞ER的平衡，即ER應(yīng)激。當(dāng)未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)被釋放到細(xì)胞質(zhì)中時(shí)，自噬過(guò)程可以降解這些蛋白質(zhì)，使其循環(huán)利用，從而維持細(xì)胞的平衡。以往的研究表明，ER應(yīng)激可通過(guò)PERK/eIF2α通路觸發(fā)自噬以防止細(xì)胞死亡。盡管一些研究顯示ER與自噬之間存在聯(lián)系，但在敗血癥中兩者之間的關(guān)系仍然難以捉摸。

自噬是細(xì)胞內(nèi)降解和再循環(huán)受損細(xì)胞成分和長(zhǎng)壽命蛋白質(zhì)的主要過(guò)程，是許多疾病發(fā)病機(jī)制的一部分。耐人尋味的是，誘導(dǎo)自噬對(duì)膿毒癥誘發(fā)的器官損傷具有保護(hù)作用，包括心臟、肝臟、肺、腎臟和大腦。進(jìn)一步的證據(jù)表明，自噬激活可通過(guò)減少肝細(xì)胞的廣泛凋亡和降低血清中轉(zhuǎn)氨酶的水平來(lái)緩解膿毒癥肝功能障礙，還可通過(guò)調(diào)節(jié)線粒體和ER的質(zhì)量控制來(lái)維持線粒體的平衡和肺上皮細(xì)胞及心肌細(xì)胞的損傷，從而改善肝細(xì)胞損傷。此外，在敗血癥誘導(dǎo)的腎損傷中，自噬激活是一種細(xì)胞保護(hù)機(jī)制，而不是替代性細(xì)胞死亡途徑。相反，自噬失活會(huì)加速肝線粒體損傷和功能障礙，自噬受損會(huì)加劇死亡率和肺部炎癥的增加。此外，據(jù)報(bào)道，3-MA對(duì)自噬的抑制加重了ER應(yīng)激誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞損傷，自噬和ER應(yīng)激之間的交叉對(duì)話(huà)可能在神經(jīng)毒性治療中發(fā)揮重要作用。因此，自噬機(jī)制參與了ER應(yīng)激過(guò)程，這一話(huà)題還需要進(jìn)一步討論。

盡管之前的研究和我們的研究發(fā)現(xiàn)氫氣通過(guò)抗炎、抗氧化應(yīng)激和抗細(xì)胞凋亡機(jī)制對(duì)敗血癥和其他危重癥有保護(hù)作用，但氫氣的潛在治療機(jī)制還需要進(jìn)一步討論。研究證實(shí)，氫氣可防止敗血癥引起的器官損傷、炎癥和細(xì)胞凋亡。此外，氫氣還能調(diào)節(jié)不同疾病模型中的自噬和ER應(yīng)激。在肝移植后急性腎損傷期間，富含氫氣的生理鹽水激活的自噬可防止腎臟凋亡。在ER應(yīng)激方面，氫氣通過(guò)抑制ER應(yīng)激保護(hù)肝臟缺血再灌注損傷、心臟驟停后的神經(jīng)功能和炎癥性腸病。雖然氫氣似乎能介導(dǎo)自噬或ER應(yīng)激，但氫氣在敗血癥中調(diào)節(jié)這些過(guò)程的機(jī)制仍不清楚。在本研究中，我們主要關(guān)注自噬和ER應(yīng)激的關(guān)系，以及氫氣是否通過(guò)調(diào)節(jié)這些過(guò)程來(lái)保護(hù)膿毒癥引起的器官損傷。