INT J MOL SCI┃S100A9是通过何种机制导致脓毒症诱导的肝脏组织线粒体功能障碍

S100A8/A9是一组具有促炎细胞因子特性的DAMPs，又称钙卫蛋白，通过与Ca2+结合调节钙离子信号，参与许多重要的细胞过程。S100A8/A9被证明在许多免疫相关疾病中起重要作用，但是起对于脓毒症的作用和机制尚不明确。

2023年1月，首都医科大学附属北京朝阳医院李汇华教授团队在International Journal of Molecular Science发表了题目为“Deficiency of S100A9 Alleviates Sepsis-Induced Acute Liver Injury through Regulating AKT-AMPK-Dependent Mitochondrial Energy Metabolism”的论文。该研究通过使用S100A9基因敲除鼠，证明了S100A9可通过AKT-AMPK依赖的线粒体能量代谢改善脓毒性肝损伤。

首先，研究人员发现S100A8和S100A9在CLP处理的小鼠肝脏中表达显著上调。为了探索S100A9对脓毒性肝损伤的影响，研究者使用了S100A9全身基因敲除鼠，发现S100A9敲除可有效改善小鼠肝功能障碍、肝脏细胞凋亡、炎症浸润和氧化应激。

为了进一步确定S100A9的作用机制，研究者使用了O2k检测肝脏组织线粒体功能，发现S100A9敲除改善小鼠肝脏组织线粒体功能。研究者取10mg肝脏组织，加入400μL MiR05，用玻璃杵研磨至看不见组织后上样100μL匀浆，依次加入谷氨酸、苹果酸、ADP、细胞色素c、琥珀酸、寡霉素、FCCP、鱼藤酮、抗霉素A，从而获得了复合体I泄露状态（CI leak）、复合体I氧化磷酸化状态（CI P）、复合体I和II氧化磷酸化状态（CI+II P）、maximum呼吸能力（CI+II ETS）以及复合体II电子传递情况（CII ETS）的氧耗率（图A、B）。ATP的产生能力则通过加入寡霉素前后氧耗率之差与加入寡霉素之前的比值来代表（图C）。膜电位则是通过加入Safari O进行测量，以加入谷氨酸、苹果酸、ADP、细胞色素c和琥珀酸后的平台期为正常线粒体开放状态并测量膜电位，荧光强度越大说明膜电位越小（图D）。细胞色素c则用来判断线粒体外膜好坏，若加入细胞色素c后氧耗率增加超过20%则认为线粒体外膜出现了人为破坏。研究者们发现，S100A9敲除后，线粒体复合体I和复合体II的功能好转、ATP产生增多且膜电位升高。

    此外，研究者们通过电镜观察线粒体数量、形态和结构，统计发现S100A9敲除后损伤线粒体数量减少（图E）。

那么S100A9是通过何种机制改善线粒体？研究者们检测了AKT-AMPK介导的糖脂代谢通路，发现S100A9敲除可suppressionAKT，激活AMPK/ACC/GLUT4，并且小鼠血清和组织中的胆固醇和游离脂肪酸水平也减少，提示S100A9通过激活AKT和suppressionAMPK-ACC-GLUT4信号来增加糖脂代谢。

反之，suppressionAMPK之后，S100A9敲除对CLP诱导的肝功能障碍和线粒体功能障碍的改善作用被削弱了。

最后，研究者们应用S100A8/A9suppression剂帕奎莫德，发现药理suppressionS100A9后，可以减少S100A9蛋白表达，并改善CLP诱导的小鼠肝功能障碍和线粒体功能障碍。

综上所述，该研究使用奥地利O2K多维度能量代谢分析仪检测组织线粒体能量代谢，揭示了S100A9通过激活AKT和suppressionAMPK介导的线粒体能量代谢在脓毒症诱导的肝功能障碍和损伤中发挥重要作用。