Cell：铁蛋白维持机体血糖促进对于败血症的耐受性
2017-06-16 MedSci MedSci原创
这项研究，为研究机体如何调节代谢来适应和忍受败血症的后果提供了新的理论基础。并且揭示了铁蛋白对于败血症的保护作用，补充铁蛋白很有可能成为未来治疗败血症的潜力手段。
败血症（sepsis）是一种临床综合征，每年在全世界范围内影响约一千九百万人，其特点是宿主在感染细菌后免疫反应不适，伴随着器官功能障碍。尽管在过去几十年中，医药界作出了巨大的努力，但目前还是没有具体的治疗败血症的有效治疗方法。随着越来越多的细菌发展出新的抗生素耐药性，使得开发新的治疗方案是迫切需要的。
在最新的一期Cell杂志中，Sebastian Weis及其同事报道了他们的发现，铁蛋白（ferritin）对于维持机体对于系统性感染所导致的败血症的容忍（tolerance）具有重要的作用。对于败血症的容忍（耐受性）是机体防止感染所带来的过度免疫反应的一种防御策略，保留宿主体内的代谢平衡，而不会对病原体产生直接的抑制。
导致败血症的系统性感染常常伴随着宿主代谢发生变化，从而抑制入侵的病原体摄取机体的铁元素。大多数能被病原体利用的铁元素被包含在血红蛋白的假肢血红素组（prosthetic heme groups）中。败血症导致溶血后，释放到细胞外的血红蛋白被氧化并释放出血红素，导致血浆中不稳定血红素的积累。血浆中不稳定血红素的积累在败血症的发病机制中起着重要作用。为了降低血浆中累积的含铁血红素，血红素加氧酶-1（heme oxygenase-1）能够诱导血红素的分解和代谢，这对机体建立对于败血症的忍受机制至关重要。然而，作为交换，血红素加氧酶-1介导的血红素分解代谢会产生不稳定的二价铁，催化活性氧（reactive oxygen species, ROS）的生成，最终导致氧化应激。
因此，过量的血浆中的铁元素可以通过铁蛋白（ferritin）来抵消的。铁蛋白是由24个铁蛋白重链（FTH）/铁蛋白轻链(FTL)亚基组成。通过铁蛋白重链（FTH）的铁氧化酶活性可以储存并转化Fe2 +原子为惰性的Fe3 +，抑制催化活性氧的产生。铁蛋白的铁氧化酶活性对于动物和植物感染疾病后的耐受反应是至关重要的。
除了上述的机理以外，在这项研究中，研究人员还证明铁蛋白重链（FTH）通过维持肝脏的葡萄糖-6-磷酸酶（glucose-6-phosphatase, G6Pase）,一种糖异生和糖原分解途径中的限速酶的表达，来确定败血症的耐受性。铁蛋白重链通过确保肝糖异生（liver gluconeogenesis）维持内源性的葡萄糖产生。从而防止低血糖的发展，维持血糖于宿主存活所需的生理范围内，否则会受到败血症的严重影响。
这项研究，为研究机体如何调节代谢来适应和忍受败血症的后果提供了新的理论基础。并且揭示了铁蛋白对于败血症的保护作用，补充铁蛋白很有可能成为未来治疗败血症的潜力手段。
原始出处：
Sebastian Weis et al. Metabolic Adaptation Establishes Disease Tolerance to Sepsis. Cell 169, 1263–1275June 15, 2017. http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2017.05.031
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