脓*症仍然是一个重要的健康问题，没有有效的治疗方法。铁死亡，一种铁依赖的程序性细胞死亡，已被提出与脓*症的发病机制有关。鸢尾素是一种在运动中释放的肌激素，在各种条件下都能改善线粒体功能。铁死亡与线粒体功能密切相关。然而，鸢尾素在败血症诱导的铁垂病和肝脏线粒体功能障碍中的作用仍不清楚。在这里，作者推测鸢尾素治疗抑制了脓*症患者的铁死亡并改善了线粒体功能。结果表明脓*症患者血清中鸢尾素水平降低，与APACHEII评分呈负相关。在盲肠结扎和穿刺(CLP)小鼠中，外源性鸢尾素给药抑制了铁死亡，抑制了炎症反应，降低了活性氧(ROS)线粒体形态恢复异常，mtDNA拷贝数和三磷酸腺苷(ATP)含量增加。在脂多糖处理的肝细胞和clp诱导的脓*症小鼠中证实鸢尾素对铁死亡的影响。抑制谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)，一种铁死亡的中枢调节因子，降低了鸢尾素对脂多糖处理的肝细胞和clp诱导的脓*症小鼠的保护作用，而用RGD肽或Echistain阻断鸢尾素受体降低了鸢尾素诱导的GPX4表达。综上所述，作者认为脓*症患者血清中鸢尾素水平降低且与病情严重程度呈负相关，治疗后鸢尾素抑制了实验性脓*症患者的铁死亡，恢复了线粒体功能。鸢尾素可能在脓*症的治疗中提供治疗潜力。
结果
1.脓*症患者与健康对照者血清中鸢尾素的水平
为了探讨了血清中鸢尾素水平在脓*症患者中的作用，作者先调查了脓*症患者与健康对照者血清中鸢尾素的水平。健康受试者血清中鸢尾素水平明显高于脓*症患者。脓*症患者血清中位鸢尾素水平为12.67ng/mL。以这个值作为临界值，将脓*症患者分为两组。作者发现在脓*症患者中，血清鸢尾素水平降低与疾病严重程度呈负相关。
2脓*症动物模型血清中鸢尾素水平
为了验证鸢尾素的表达，作者建立CLP和lps诱导的脓*症动物模型。与0h组相比，CLP小鼠在术后12和24h血清中鸢尾素明显减少。血清中鸢尾素水平在LPS诱导的小鼠中也显著降低，并表现出LPS剂量依赖性的降低。鸢尾素主要在骨骼肌中表达，脂多糖诱导的脓*症小鼠骨骼肌中FNDC5的mRNA水平明显降低。上面的现象说明脓*症小鼠骨骼肌中鸢尾素的表达减少。
3鸢尾素抑制clp诱导的脓*症小鼠的铁死亡
GPX4的表达，GSH含量，脂质过氧化，铁积累和线粒体形态是表征铁死亡的关键证据。为了评估脓*症小鼠的铁死亡，作者检测了脓*症小鼠的铁死亡。与0h组相比，术后24hCLP小鼠肝脏中GPX4含量明显降低。注射45mg/kgLPS的小鼠肝脏中GPX4也明显下降。然而，鸢尾素处理明显增加了CLP小鼠肝脏中GPX4的表达。脓*症小鼠肝脏中GSH含量明显降低，MDA水平和Fe2+水平明显升高，线粒体收缩，双分子层密度增加。然而，鸢尾素处理逆转了这些指标的水平，并减轻了线粒体形态学损伤。以上结果表明，鸢尾素能减轻脓*症小鼠肝脏的铁死亡。
4鸢尾素抑制clp诱导的脓*症小鼠的炎症反应
为了确认鸢尾素是否能减少脓*症的炎症反应，作者检测了血清和重要器官炎症因子的表达水平。研究表明，鸢尾素处理后，脓*症小鼠血清IL-6和TNF-α水平显著降低，肝脏中IL-6、IL-1β、CXCL1和CXCL10的相对mRNA表达水平显著降低，肾脏IL-6和IL-1β显著降低，肺IL-6、TNF-α和IL-1β显著降低，心脏IL-6、TNF-α和IL-1β显著降低。综上所述，鸢尾素抑制脓*症小鼠的全身炎症。
5给予鸢尾素减轻脓*症小鼠线粒体损伤
CLP小鼠术后24h血清ALT、AST中度升高，鸢尾素显著降低。与假手术组相比，CLP手术导致线粒体肿胀，线粒体嵴消失，线粒体外膜(OMM)破裂，内质网肿胀。这些改变在鸢尾素治疗组中明显减轻。为了探究鸢尾素是否对线粒体生物发生产生影响，采用qPCR检测mtDNA拷贝数(mtDNA/nDNA)，载体组mtDNA拷贝数(mtDNA/nDNA)明显减少，而外源鸢尾素处理增加了mtDNA拷贝数。与mtDNA拷贝数的变化类似，westernblotting显示，这两种蛋白在CLP组显著下调，而在鸢尾素处理组显著上调(图5a-e)。综上所述，给予鸢尾素减轻脓*症小鼠线粒体损伤。
6给药鸢尾素增加了脓*症小鼠和lps处理的L02细胞的线粒体活性和ATP的产生
作者用MitoTrackerRed检测肝脏线粒体活性，发现clp诱导的脓*症小鼠中红色荧光强度明显降低。然而，外源性鸢尾素处理显著增加了荧光强度。肝脏ATP含量可以反映线粒体能量代谢。载体组ATP含量显著降低，而鸢尾素处理显著增加ATP含量。LPS处理L02细胞24h，模拟肝脏中脓*性感染。lps处理的L02细胞中，MitoTrackerRed的荧光强度和ATP含量显著降低，而鸢尾素处理可以逆转这一效应。综上所述，给药鸢尾素增加了脓*症小鼠和lps处理的L02细胞的线粒体活性和ATP的产生。
7给药鸢尾素降低了脓*症小鼠和lps处理的L02细胞的氧化应激
DHE染色评价CLP手术后24h组织ROS(添加和不添加外源性鸢尾素)。结果显示，载体组ROS显著增加，而鸢尾素处理显著降低了ROS的产生。在lps处理的L02细胞中观察到类似的ROS水平，ng/mL鸢尾素处理可以逆转这种效应。综上所述，鸢尾素治疗可调节脓*症的氧化应激。
8GPX4抑制剂消除了鸢尾素在脓*症中的作用
为了研究铁死亡是否参与鸢尾素对脓*症的保护作用，作者应用L02细胞。在lps处理的L02细胞中，GPX4的表达明显下调，而鸢尾素处理后，GPX4的蛋白水平明显升高。用gpx4诱导铁死亡的特异性抑制剂RSL在体外检测线粒体活性和ROS的产生。RSL3、LPS和鸢尾素作用24h后，L02细胞中MitoTrackerRed的荧光强度明显降低，ROS的产生明显增加。同时，在RSL3处理的L02细胞中，GPX4、ATPB、TFAM的蛋白表达明显下调。下调GPX4对RSL3有较强的抑制作用，下调ATPB和TFAM则表明RSL3处理后线粒体功能受损。此外，在CLP手术后5小时，RSL3与鸢尾素一起给药于小鼠。GPX4和TFAM蛋白水平明显降低，而在rsl3处理组，ROS生成显著升高，鸢尾素对GSH、MDA和Fe2+水平的有益作用被消除了。ALT,AST,IL-6,andTNF-α血清水平和IL-6,IL-1β,andCXCL-1的mRNA在肝脏与RSL3治疗明显升高。以上结果表明，RSL3通过抑制GPX4削弱鸢尾素对肝脏线粒体功能、ROS生成、肝损伤和全身炎症的保护作用。综上所述，强化的铁死亡消除了鸢尾素对脓*症的保护作用。
9整合素抑制剂消除鸢尾素对GPX4和线粒体功能的影响
αV整合素被证实是骨细胞中鸢尾素的受体，能够刺激信号转导。为了确定鸢尾素是否能影响铁垂症和肝线粒体，作者使用鸢尾素受体抑制剂(RGDpeptide和Echistain)在LPS和鸢尾素存在下处理L02细胞24h。与鸢尾素组和阴性对照RGD比较，在整合素抑制剂处理组中，GPX4蛋白表达、MitoTracker荧光强度和ATP含量均显著降低。综上所述，在鸢尾素和脂多糖处理的L02细胞中，抑制鸢尾素的作用促进了铁死亡和线粒体功能受损。
综上所述，本研究提供了脓*症患者血清中鸢尾素水平降低，外源性鸢尾素抑制脓*症小鼠肝脏中的铁死亡的证据。作者的研究表明脓*症患者和CLP、LPS诱导的脓*症动物模型中血清中鸢尾素水平降低，鸢尾素处理可显著提高clp小鼠肝脏GPX4水平和GSH含量，保护线粒体功能减轻病理损伤，显著降低MDA和Fe2+水平，减少了ROS的产生，并增加了ATP含量，从而抑制了铁死亡。
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