线粒体铁代谢异常损伤肺泡II型上皮细胞参与博来霉素诱导的肺纤维化

理由：肺纤维化是一种慢性进行性肺部疾病，治疗选择有限。我们先前发现肺纤维化中肺泡II型上皮细胞（AECII）存在铁沉积，铁螯合剂去铁胺可预防。然而，细胞质和线粒体中的铁具有两个相对独立的作用和调节系统。本研究旨在探讨线粒体铁沉积在AECII损伤和肺纤维化中的作用，并寻找潜在的治疗策略。方法：采用BLM处理的小鼠、MLE-12细胞和原代AECII分别建立小鼠肺纤维化模型和上皮细胞损伤模型。利用线粒体移植、siRNA和质粒转染、蛋白质印迹（WB）、定量实时聚合酶链反应（RT-qPCR）、聚合酶链反应（PCR）、免疫荧光、免疫沉淀（IP）、MitoSOX染色、JC-1染色、耗氧率（OCR）测量和Cell Counting Kit-8（CCK8）分析来阐明线粒体铁沉积在细胞和肺纤维化中的作用并确定其机制。结果：本研究表明，在博来霉素（BLM）诱导的肺纤维化小鼠模型和BLM处理的MLE-12上皮细胞中，AECII内发生显著的线粒体铁沉积。此外，研究揭示健康线粒体可挽救BLM损伤的AECII线粒体铁沉积和细胞损伤。Mitoferrin-2（MFRN2）是通过将胞质铁转运至线粒体来调节线粒体铁代谢的主要转运体，在BLM处理的MLE-12上皮细胞中表达上调。MFRN2的直接过表达导致线粒体铁沉积和细胞损伤。本研究中，泛素连接酶F-box/LRR重复蛋白5（FBXL5）的泛素化减少降解了铁反应元件结合蛋白2（IREB2），并促进了受损AECII中MFRN2的表达以及线粒体铁沉积。激活前列腺素E2受体EP4亚型（EP4）受体信号通路通过上调FBXL5下调IREB2-MFRN2信号，从而抵消线粒体铁沉积。这种干预不仅降低了线粒体铁含量，还保持了线粒体功能，并在BLM处理后防止了AECII损伤。结论：我们的发现强调了AECII异常线粒体铁代谢在肺纤维化中未被探索的作用、机制和调控方法。因此，本研究加深了对肺纤维化机制的理解，并为使用EP4受体激活剂开发有效的治疗干预措施提供了有前景的策略。