铁死亡在不同细菌所致小鼠血流感染模型中的变化规律及生物学意义

张志斌; 王楚; 韩英; 王佳; 吕骏卿; 林雪容; 苑萌; 韩树池

doi:10.12307/2024.465

摘要：背景:发现血流感染新的疾病诊断标志物、治疗疾病及减轻脏器损伤的分子靶点具有重要意义.铁死亡是新发现的一种细胞死亡形式,脓毒症动物模型中铁死亡的过度激活与炎症反应激活以及肝脏、心脏、肾脏等重要脏器的损伤有关,但铁死亡与血流感染的关系尚不十分清楚. 目的:探讨铁死亡在不同细菌所致小鼠血流感染模型中的变化规律及生物学意义. 方法:建立革兰阴性菌大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌及革兰阳性菌金黄色葡萄球菌、粪肠球菌血流感染的SPF级ICR雄性小鼠模型,每组各42只.建模后0.5,1,3,6,12,24,48 h时检测肝脏、心肌、肾脏中铁死亡标志基因转铁蛋白受体1、谷胱甘肽过氧化物酶4 mRNA表达水平.另选用18只SPF级ICR雄性小鼠,随机分为二甲基亚砜(DMSO)对照组、DMSO+肺炎克雷伯菌组、铁死亡抑制剂Ferrostatin-1+肺炎克雷伯菌组,每组6只;后两组采用尾静脉注射肺炎克雷伯菌悬液的方式建立肺炎克雷伯菌血流感染模型,分别在血流感染建模前1 h给予5 mg/kg的Ferrostatin-1及等剂量DMSO腹腔注射;建模后6 h小鼠检测血清中丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶、血肌酐、血尿素氮、磷酸肌酸激酶同工酶、乳酸脱氢酶以及各组织中铁死亡标志基因的mRNA表达水平. 结果与结论:①血流感染建模后,不同细菌血流感染小鼠肝脏、心肌、肾脏中转铁蛋白受体1 mRNA表达水平先升高后降低,谷胱甘肽过氧化物酶4 mRNA表达水平先降低后升高且均在建模后6 h达到峰值;②革兰阴性菌血流感染小鼠中转铁蛋白受体1和谷胱甘肽过氧化物酶4 mRNA表达的变化较革兰阳性菌血流感染小鼠更为显著,其中以肺炎克雷伯菌血流感染小鼠中转铁蛋白受体1和谷胱甘肽过氧化物酶4 mRNA表达的变化最显著;③肺炎克雷伯菌血流感染建模后6 h时,小鼠的丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶、血肌酐、血尿素氮、磷酸肌酸激酶同工酶、乳酸脱氢酶水平均明显升高;④建模前给予铁死亡抑制剂Ferrostatin-1干预可显著降低丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶、血肌酐、血尿素氮、磷酸肌酸激酶同工酶、乳酸脱氢酶表达水平;⑤以上结果提示不同细菌致血流感染小鼠中铁死亡明显激活且革兰阴性菌血流感染小鼠的铁死亡激活更为显著;抑制铁死亡可明显减轻肺炎克雷伯菌血流感染小鼠的肝脏、心肌、肾脏损伤.