ERJ：急性肺损伤新机制的探索新的靶点 – 甘露糖-6-磷酸（M6P）

急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）是一种急性弥漫性肺部炎症，其病理特征是血管通透性增加和肺水肿形成。肺水肿是急性肺损伤（acute lung injury, ALI）和ARDS的重要临床表现，也是主要的治疗靶点。然而，迄今为止尚无有效降低ARDS死亡率的药物与治疗手段。因此，亟需深入研究ARDS的病理机制，探索新的治疗策略，提高患者的生存率。

前期研究证实，血小板活化因子（platelet-activating factor, PAF）诱导的肺水肿主要由两条通路的激活所介导：1）肺内皮细胞小窝酸性鞘磷脂酶（acid sphingomyelinase, ASM）/经典瞬时受体电位6（transient receptor potential cation channel 6, TRPC6）通路；2）环加氧酶（cyclooxygenase, COX）/前列腺素E2（prostaglandin E2, PGE2）/前列腺素E受体3（prostaglandin E receptor 3, EP3）通路。前期研究结果分别发表于Nat Med（Göggel, 2004）, Am J Respir Crit Care Med（Samapati, 2012）, Eur Respir J（Yang, 2009; Jiang 2022）杂志上。2025年3月，Charité–Universitätsmedizin Berlin的Wolfgang Kuebler教授和RWTH Aachen的Stefan Uhlig教授课题组合作，《Eur Respir J》在线发表题为Mannose-6-phosphate attenuates acute lung injury by competitive release of acid sphingomyelinase from the mannose-6-phosphate receptor in endothelial caveolae的文章，再次深入揭示了急性肺水肿的重要分子机制，寻找到了新的靶点 – 甘露糖-6-磷酸（Mannose-6-phosphate, M6P）。

PAF诱导的肺血管屏障功能障碍由肺内皮细胞膜小窝内ASM激活所介导。然而，ASM本身缺乏跨膜结构域，故其如何锚定于小窝内机制不明。本文研究中，作者推测PAF刺激ASM转运至细胞膜，且通过小窝内阳离子非依赖性甘露糖-6-磷酸受体（cation-independent mannose-6-phosphate receptor, CI-M6PR）锚定于细胞膜上。

首先，作者证明了ASM和CI-M6PR均在小窝内表达，且在PAF组ASM和CI-M6PR的表达同步升高；并在人肺微血管内皮细胞（hPMVECs）及小鼠肺组织上进一步验证了PAF刺激促进内皮细胞小窝内ASM与CI-M6PR的结合（图1）。

图1：PAF刺激促进内皮细胞小窝内ASM与CI-M6PR的结合

CI-M6PR是I型整合膜糖蛋白，它识别LE糖链非还原端的M6P残基。由于文献报道ASM可直接与M6P竞争M6PR的结合，且外源性添加M6P可以部分抑制ASM的摄取，因此理论上来说，外源性添加M6P可与ASM竞争性结合膜表面CI-M6PR，从而释放ASM至胞外。因此，作者接着探究了M6P对小窝内ASM的丰度和活性的影响，以及对胞外ASM含量的影响。研究发现：M6P与ASM竞争性结合CI-M6PR：M6P增加胞外ASM释放；离体与在体实验中M6P均降低肺内ASM与神经酰胺的含量（图2）。

图2：M6P与ASM竞争性结合CI-M6PR

作者进一步在大鼠及小鼠动物离体肺模型中验证外源性、预防性地添加M6P减轻PAF诱导的血管内皮通透性增加，钙离子内流，NO消耗等，并在ASM基因敲除小鼠中进一步得到验证（图3）。随后，作者又继续在体内动物模型中验证了M6P的保护作用：M6P可以减轻“双重打击”诱导的急性肺损伤。

图3：M6P减轻PAF诱导的肺血管内皮屏障功能障碍

为探索ASM信号通路在临床ARDS中的潜在转化意义，作者检测了ARDS患者和健康对照组的血清及BALF中的ASM水平。结果显示，ARDS患者血清中ASM水平升高，但在BALF中无显著差异，这表明在ARDS中，ASM主要被招募至血管的细胞膜，而非肺泡部位。此外，研究还通过TriNetX数据库的回顾性分析，探讨了三环类抗抑郁药（tricyclic antidepressants, TCA；TCA可在临床相关浓度下有效抑制ASM）的使用与ARDS患者预后的潜在关联。研究发现，使用TCA治疗的社区获得性肺炎或COVID-19患者，死亡率和机械通气需求显著降低，且氧合指数更高（图4）。

图4：ASM的临床相关性

综上所述，研究发现：PAF刺激后，ASM被转运至内皮小窝结构内并被CI-M6PR锚定，引起ASM活性增加，改变小窝结构成分组成，引起神经酰胺含量增加，最终导致TRPC6通道激活、Ca²⁺内流和细胞通透性增加，引起急性肺水肿/肺损伤；当给予M6P药物处理后，M6P竞争性地与ASM结合小窝内CI-M6PR，使得ASM无法锚定于细胞膜上，进而被释放于胞外，减少了Ca²⁺内流及肺血管内皮细胞的通透性（图5）。这些结果表明，ASM可能是ARDS治疗的潜在靶点，为ARDS的诊疗提供了新的思路与方法。

图5：M6P减轻PAF诱导急性肺水肿机制图

参考文献：

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