MEK/ERK 信号通路是先天免疫的重要组成部分,它是在脓毒症环境中介导促炎反应所必需的。我们之前证明 MEK1/2 抑制剂曲美替尼(trametinib)可预防内毒素诱导的小鼠肾损伤。因此,我们在更临床相关的脓毒症实验模型中评估了曲美替尼的疗效。
对小鼠进行盲肠结扎和穿刺 (CLP) 以诱导败血症或进行假手术作为对照。CLP 后 6 小时,将小鼠随机分为四个实验组,如下所示:1) 假对照组;2) 假控制 + 曲美替尼 (1 mg/kg, ip);3) 中电;4) CLP + 曲美替尼。所有动物在 6 小时时间点接受 1.5 ml 温盐水 (40 ml/kg) 中的丁丙诺啡 (0.05 mg/kg, sc) 和亚胺培南/西司他丁 (14 mg/kg, sc)。在诱导 CLP 后 18 小时处死小鼠。
trametinib 在 CLP 后 6 小时抑制 MEK/ERK 信号传导减弱了循环促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6 和 GM-CSF)的增加和 18 小时体温过低。根据血清肌酐、丙氨酸氨基转移酶、乳酸脱氢酶和肌酸激酶的测定,曲美替尼还减轻了多器官损伤。在器官水平,曲美替尼完全恢复了肾脏的管周毛细血管灌注。微血管灌注的恢复与已充分表征的近端小管损伤标志物的 mRNA 表达降低有关。MEK/ERK 阻断减弱 CLP 介导的细胞因子(TNF-α、IL-1β)上调,并恢复 IL-6 以控制肾皮质中的水平,表明对近端小管的保护作用主要通过调节 pro -脓毒症中的炎症反应。
结论
这些数据表明,MEK/ERK 抑制剂曲美替尼(trametinib)可减轻临床相关脓毒症模型中的全身炎症和多器官损伤。由于曲美替尼已安全地用于人类,我们建议这种药物可能代表一种可转化的方法来限制脓毒症患者的器官损伤。
脓毒症由生存脓毒症运动指南委员会在 2012 年定义为可能或记录在案的感染并伴有感染的全身表现。严重脓毒症进一步定义为脓毒症加上脓毒症引起的器官功能障碍或组织灌注不足。在临床上,脓毒症与以多器官系统损伤为特征的显着死亡率和发病率相关 。在脓毒症的情况下,先天免疫系统的激活在很大程度上是通过微生物产物激活 PRR 来介导的,这些微生物产物统称为病原体相关分子模式 (PAMP)。PRR 的刺激通过多种下游靶点启动信号传导,这些靶点起到促进促炎反应的作用,包括涉及 MEK/ERK、JNK 和 p38 MAPKs 的多个 MAPK 信号通路。
尽管 JNK 和 p38 MAPK 家族的成员通常与宿主对感染的反应有关,但最近的证据表明 MEK/ERK 信号传导可能控制与脓毒症相关的促炎状态的多个方面。巨噬细胞暴露于脂多糖 (LPS),一种经典的 TLR4 激动剂,已被证明可在体外激活 MEK/ERK 级联反应。在某些 LPS 处理的巨噬细胞群中,TNF-α 和 IL-1β 的转录上调需要 MEK/ERK 信号传导。此外,巨噬细胞中响应于 LPS 的 ERK 激活促进了 TNF-α mRNA 的核质转运和随后的翻译,这表明 MEK/ERK 信号通路可能通过转录和转录后机制促进 TNF-α 的生物合成。刺激响应 LPS 的 MEK/ERK 级联所必需的分子机制包括 TLR4 及其下游效应子 TPL-2,这是一种直接磷酸化和激活 MEK 的 MAP 激酶激酶 (MAP3K)。有趣的是,TPL-2 对于内毒素诱导的巨噬细胞产生 TNF-α 是必不可少的,并且在全身给予 LPS 和 D-半乳糖胺后,TPL-2 缺陷小鼠可显着防止致死。这些数据表明,MEK/ERK 信号通路代表了治疗脓毒症和脓毒症诱导的器官功能障碍的新的和可行的治疗靶点。不幸的是,缺乏直接针对败血症动物模型中的 MEK/ERK 的研究。
我们最近在内毒素诱导的 AKI 小鼠模型中使用了强效和特异性 MEK1/2 抑制剂曲美替尼。给予曲美替尼 (1 mg/kg, ip) 抑制 LPS 诱导的肾皮质中 ERK1/2 的磷酸化,表明体内给予低剂量曲美替尼足以阻断 LPS 模型中的这种信号级联反应。在小鼠全身性 LPS 暴露前 1 小时进行曲美替尼预处理可减轻肾功能障碍的早期(< 3 小时)发展,如通过 BUN 测量的。通过 MEK/ERK 阻断保护肾功能与 LPS-肾皮质中 KIM-1(一种充分表征的近端小管损伤标志物)和促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β)的表达降低相关。随后的一项研究表明,曲美替尼对 MEK/ERK 的抑制作用还阻断了巨噬细胞系中 TNF-α 的产生,以及在体外暴露于 LPS 的分离的人 PBMC。曲美替尼治疗还可以防止暴露于 LPS 和 D-半乳糖胺的小鼠死亡,这与 TNF-α 循环水平的降低有关。
总之,我们在此证明了一种有效的 MEK1/2 特异性变构抑制剂曲美替尼(trametinib)可在 CLP 诱导的小鼠败血症临床相关模型中降低全身炎症反应并部分减轻 AKI 和其他器官损伤。鉴于曲美替尼的良好药理特性及其最近的 FDA 批准,我们认为曲美替尼对 MEK/ERK 的抑制可能是一种易于转化的方法,可在脓毒症的情况下限制器官损伤。微信扫描下方二维码了解更多:
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