SIRT3-mediated mitophagy by deacetylating ATP5F1A involved in the protective effects of SIGMAR1/Sigma-1 receptor against ferroptosis and microvascular hyperpermeability in lipopolysaccharide-induced acute lung injury.
研究背景
急性肺损伤（ALI）死亡率高，肺微血管通透性增加是关键病理环节。SIGMAR1在LPS诱导的ALI中有保护作用，但机制不明。内皮细胞铁死亡与微血管通透性增加相关，SIGMAR1是否调控铁死亡待研究。本研究旨在揭示SIGMAR1在ALI中对抗铁死亡和微血管高通透性的机制，探讨是否通过SIRT3介导的线粒体自噬发挥作用。
方法速览
通过细胞实验、小鼠模型实验，结合基因敲除、激活剂和抑制剂处理，研究SIGMAR1、SIRT3、PRKN等在ALI中的作用及机制。
主要发现
- SIGMAR1激活SIRT3促进线粒体自噬：LPS刺激使内皮细胞SIGMAR1表达下调，激活SIGMAR1上调SIRT3表达和活性，此效应被LRRK2过表达抑制。SIRT3沉默逆转SIGMAR1对线粒体自噬的促进作用。
- 减轻铁死亡和微血管高通透性：激活SIGMAR1降低LPS诱导的脂质ROS和Fe²⁺水平，提高GSH/GSSG比值和GPX4活性，减少FITC - 葡聚糖渗漏。PRKN或SIRT3沉默削弱保护作用，PRKN过表达部分恢复SIRT3沉默对铁死亡的抑制。
- 基因敲除与激活剂效应：Sigmar1敲除小鼠LPS处理后铁死亡和微血管高通透性加重，SIRT3激动剂2 - APQC缓解，线粒体自噬抑制剂Mdivi - 1阻断保护作用。
- 减轻肺损伤：野生型小鼠中，PRE - 084减轻LPS引起的肺损伤，SIRT3抑制剂或Prkn敲除削弱保护作用，SIRT3激活剂在Prkn敲除小鼠中无法恢复保护。
- 去乙酰化促进线粒体自噬：LPS使ATP5F1A在赖氨酸498位点乙酰化，PRE - 084降低该位点乙酰化水平，SIRT3沉默逆转此效应。ATP5F1A K498R突变恢复SIGMAR1抑制剂对线粒体自噬的抑制。
- 去乙酰化关键作用：ATP5F1A K498R突变缓解SIGMAR1抑制剂诱导的铁死亡和内皮高通透性，SIRT3沉默抑制PRE - 084保护作用，ATP5F1A K498R突变部分恢复，线粒体自噬被抑制时无法恢复。
总结展望
本研究首次揭示SIGMAR1通过SIRT3介导的线粒体自噬对抗LPS诱导的内皮铁死亡和微血管高通透性的分子机制，明确ATP5F1A赖氨酸498位点去乙酰化的关键作用，为ALI治疗提供新靶点。但研究基于小鼠模型和体外细胞实验，需临床样本验证，SIRT3其他靶点作用也待深入研究。