STTT：四川大学万华靖/罗凤鸣发现RUNX1在急性肺损伤期间促进线粒体自噬并减轻肺部炎症

急性肺损伤（ALI）是急性呼吸窘迫综合征（ARDS）发展的重要因素，ARDS是一种严重的临床疾病，发病率和死亡率很高。越来越明显的是，在肺泡上皮细胞中保持线粒体健康对ARDS具有巨大的治疗潜力。线粒体自噬是一种旨在维持线粒体健康的细胞过程，在这方面发挥着关键作用。因此，全面了解ALI过程中调节肺泡上皮细胞线粒体自噬的因素，可以为未来ARDS治疗方法的发展提供重要信息。

2023年8月7日，四川大学万华靖及罗凤鸣共同通讯在Signal Transduction and Targeted Therapy在线发表了题为“RUNX1 promotes mitophagy and alleviates pulmonary inflammation during acute lung injury”的研究论文，该研究揭示RUNX1在急性肺损伤期间促进线粒体自噬并减轻肺部炎症。该研究对RUNX1沉默的肺泡上皮细胞（A549）进行了RNAseq分析，发现参与线粒体自噬途径的基因的表达在RUNX1沉默的A549细胞中受到显著影响。在与线粒体自噬途径相关的差异表达基因（DEG）中，有6种线粒体自噬衔接蛋白持续减少。

线粒体自噬衔接蛋白表达的变化（倍数变化 > 1.2）通过RT-qPCR进一步证实，揭示了RUNX1沉默后P62、BNIP3和BNIP3L的mRNA水平的显著下调。这些结果表明RUNX1通过上调线粒体自噬衔接蛋白来调节线粒体自噬的激活。总之，该研究的结果提供了证据，支持RUNX1依赖性线粒体自噬的潜在治疗靶向，以减轻ARDS中的AT2损伤和肺部炎症。此外，越来越多的证据表明，SARS-CoV-2利用线粒体自噬来提高其生存率。因此，了解RUNX1在线粒体自噬中的作用也可以为了解与SARS-CoV-2感染相关的ARDS提供有价值的见解。

肺泡II型细胞（AT2）是负责肺损伤修复的富含线粒体的上皮细胞。为了测试RUNX1在体内AT2线粒体自噬中的作用，研究者通过鼻内给予脂多糖（LPS）在野生型小鼠中诱导急性肺损伤，并通过pro-SP-C（AT2细胞的一种标记物）与PARKIN（受损线粒体的一种标记物）、LC3B（自噬体的一种标志物）或RUNX1的免疫荧光共染色来表征线粒体自噬激活和RUNX1表达。LPS给药两小时后，在pro-SP-C阳性AT2中观察到PARKIN、LC3B的细胞质凝结增加，RUNX1的核染色增加，表明AT2中线粒体自噬和RUNX1表达激活。LPS给药24小时后，LC3B、pro-SP-C和RUNX1的染色减少。

与这些发现一致，在 LPS 损伤 2 小时后，电镜下很容易观察到 AT2 中灰度值增加所确定的受损线粒体，而在LPS给药24小时后，这些线粒体被显著消除。因此，在LPS诱导的急性肺损伤期间，RUNX1的表达与AT2中的线粒体自噬激活在时间上相关。

为了测试AT2中线粒体自噬的RUNX1依赖性激活是否足以保护肺免受LPS损伤，产生了RUNX1在AT2中条件表达的转基因小鼠（IE-RUNX1）。在LPS给药后的IE-RUNX1小鼠的肺中，观察到RUNX1、P62和BNIP3L的表达增加。LPS损伤诱导的AT2损伤得到缓解，包括pro-SP-C的表达得到挽救，PARKIN的细胞质凝聚减少，线粒体肿胀和嵴损伤减少。已知受损的线粒体激活cGAS/STING和NLRP3信号传导以影响细胞因子的产生。与研究者减轻RUNX1 IE小鼠肺部线粒体损伤的发现一致，cGAS、STING和NLRP3的蛋白质水平显著降低。LPS损伤后，IE-RUNX1小鼠BALF中炎症细胞数量显著减少，这与促炎细胞因子减少有关，包括IFN-α、IFN-β、IL-1β、IL-18、IL-6和TNF-α。这些数据支持了AT2中RUNX1依赖性线粒体自噬激活保护肺免受LPS损伤的结论。

RUNX1在急性肺损伤期间促进线粒体自噬并减轻肺部炎症（图源自Signal Transduction and Targeted Therapy）

为了测试RUNX1依赖性线粒体自噬在人类ARDS中是否失调，研究者从ARDS患者中收集了五份尸检样本，其中包括三名死于SARS-CoV-2的患者。癌旁正常肺组织作为对照。ARDS患者肺泡上皮细胞中PARKIN的细胞质凝结增加，表明线粒体自噬对受损线粒体的清除效率低下。RUNX1和BNIP3L染色在ARDS患者的肺泡上皮细胞中减少，并且在三个ARDS样本中的两个样本中发现P62染色减少。总之，该研究支持AT2细胞中RUNX1依赖性线粒体自噬的失调参与ARDS的发病机制的结论。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41392-023-01520-6