急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种以高死亡率为特征的危重症,目前缺乏特异性治疗方法。成纤维细胞生长因子10(FGF10)因其在肺损伤修复和抗炎中的重要作用而备受关注,但其在ARDS中的临床意义和机制尚不明确。
研究背景与临床意义
研究发现ARDS患者血清FGF10水平显著降低,且与氧合指数(PaO2/FiO2)、住院时间和死亡率密切相关。这一发现提示FGF10可能成为ARDS预后评估的新型生物标志物。
FGF10对急性肺损伤的保护作用
在脂多糖(LPS)诱导的小鼠ALI模型中,FGF10预处理显著减轻肺部炎症细胞浸润、肺水肿和肺泡-毛细血管屏障损伤。组织学分析显示,FGF10治疗组肺损伤评分和湿干重比明显改善,支气管肺泡灌洗液(BALF)中炎症细胞计数、乳酸脱氢酶(LDH)及促炎细胞因子(TNF-α、IL-6、IL-1β)水平均显著下降。
单细胞测序揭示FGF10调控细胞死亡通路
通过谱系追踪肺泡上皮细胞的单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析,发现FGF10处理后AECs中Ripk1、Casp8和Casp3的mRNA表达显著下调。转录组测序(RNA-seq)的基因本体(GO)富集分析进一步证实,FGF10干预主要影响焦亡炎症反应和细胞因子信号通路。
FGF10抑制GSDME介导的肺泡上皮细胞焦亡
免疫荧光和蛋白质印迹实验表明,FGF10有效阻断LPS诱导的RIPK1磷酸化(Ser166)及caspase-8、caspase-3和GSDME的切割活化。值得注意的是,FGF10并不直接抑制巨噬细胞焦亡,而是特异性作用于AECs中的下游信号通路。
免疫细胞特异性机制解析
在巨噬细胞与AECs共培养体系中,FGF10通过FGFR2b受体抑制TNF-α触发的RIPK1/caspase-8/caspase-3/GSDME通路活化,降低细胞死亡率和LDH释放。而在中性粒细胞共培养模型中,FGF10不仅阻断AECs焦亡,还抑制中性粒细胞自身通过PR3/caspase-3/GSDME途径发生的焦亡,减少TNF-α、IL-6等促炎因子释放。
能量代谢调控新机制:ATP/AMPK轴的关键作用
深入机制研究表明,FGF10通过恢复ATP水平,降低AMP/ATP比值,进而抑制AMPK磷酸化。利用AMPK抑制剂(Compound C)和激活剂(AICAR)的验证实验证实,FGF10通过调控AMPK活性影响RIPK1磷酸化,最终抑制焦亡信号通路。
研究局限与临床转化前景
本研究首次系统阐释了FGF10在不同免疫微环境中抑制AECs焦亡的双重机制,为ARDS的精准治疗提供了新靶点。尽管存在样本量有限、体内免疫细胞剔除模型缺失等局限,但FGF10作为兼具抗炎和上皮保护功能的多效因子,展现出良好的临床转化潜力。未来大规模临床试验将进一步验证其治疗价值。
结论
FGF10通过调控ATP/AMPK-RIPK1/caspase-8/caspase-3/GSDME信号轴,抑制不同免疫细胞引发的肺泡上皮细胞焦亡,显著减轻急性肺损伤。这一发现不仅深化了对ARDS发病机制的理解,也为开发FGF10靶向疗法奠定了理论基础。