Mitochondrial preconditioning of pericytes attenuates pulmonary vascular leakage in sepsis-induced rats

DU Zhongyuan; LIU Yiyan; BAO Daiqin; ZHAO Yibo; GUO Juncai; LI Yuxuan; LIU Liangming; LI Tao; MAO Qingxiang

doi:10.16016/j.2097-0927.202507052

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Mitochondrial preconditioning of pericytes attenuates pulmonary vascular leakage in sepsis-induced rats

Military Medicine | 更新时间：2025-12-24

- Mitochondrial preconditioning of pericytes attenuates pulmonary vascular leakage in sepsis-induced rats
- Journal of Army Medical University Vol. 47, Issue 23, Pages: 2881-2892(2025)
- 作者机构：
  
  1.陆军军医大学大坪医院：，麻醉科，创伤与化学中毒全国重点实验室，重庆
  2.陆军军医大学大坪医院：，野战外科研究部战伤休克与输血研究室，创伤与化学中毒全国重点实验室，重庆
  3.重庆理工大学药学与生物工程学院，重庆
  4.西南医科大学基础医学院，四川泸州
  5.南京医科大学第一临床医学院，江苏南京
- 作者简介：
  
  MAO Qingxiang，E-mail：qxmao@tmmu.edu.cn
- 基金信息：
  
  the Key Program of National Natural Science Foundation of China(82330079)
- DOI：10.16016/j.2097-0927.202507052
  CLC： R322.12;R329.24;R631.1
- Received：17 July 2025，
  
  Revised：2025-11-22，
  
  Accepted：24 November 2025，
  
  Published：15 December 2025
- 稿件说明：
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杜钟媛，刘奕言，包代琴，等.线粒体预处理周细胞对脓毒症大鼠肺血管渗漏的保护作用［J］.陆军军医大学学报，2025，47（23）：2881-2892.DOI：10.16016/j.2097-0927.202507052.

DU Z Y，LIU Y Y，BAO D Q，et al.Mitochondrial preconditioning of pericytes attenuates pulmonary vascular leakage in sepsis-induced rats［J］.J Army Med Univ，2025，47（23）：2881-2892.DOI：10.16016/j.2097-0927.202507052.
杜钟媛，刘奕言，包代琴，等.线粒体预处理周细胞对脓毒症大鼠肺血管渗漏的保护作用［J］.陆军军医大学学报，2025，47（23）：2881-2892.DOI：10.16016/j.2097-0927.202507052. DOI：

DU Z Y，LIU Y Y，BAO D Q，et al.Mitochondrial preconditioning of pericytes attenuates pulmonary vascular leakage in sepsis-induced rats［J］.J Army Med Univ，2025，47（23）：2881-2892.DOI：10.16016/j.2097-0927.202507052. DOI：

摘要

目的

探究线粒体预处理周细胞（pericytes，PC）对脓毒症大鼠肺血管渗漏的保护作用。

方法

①采用盲肠结扎穿孔术（cecal ligation and puncture，CLP）构建大鼠脓毒症模型。将128只SPF级健康SD大鼠［雌雄各半，体质量（200±20）g］按随机数表法分为：假手术（Sham）组、脓毒症（Sep）组、周细胞治疗（PC）组、线粒体预处理周细胞治疗（Mito-PC）组；Sham组在假手术后立即经尾静脉注射0.5 mL生理盐水，Sep组在CLP术后立即经尾静脉注射0.5 mL生理盐水；PC组和Mito-PC组在CLP术后立即经尾静脉分别注射未处理的周细胞和按2×10

-4

μg/个线粒体预处理12 h后的周细胞（10

个/只）。采用流式细胞术观察各组大鼠肺脏周细胞定植率；利用伊文思蓝染色检测各组大鼠肺血管屏障功能；采用HE染色检测各组大鼠肺病理结构；取大鼠血清检测重要脏器功能，如心肌损伤标志物心肌肌钙蛋白T（cardiac troponin T，cTnT）和肾功能损伤标志物［尿素（carbamide，Urea），肌酐（creatinine，Crea）］；同时检测血清炎症因子肿瘤坏死因子-ɑ（tumor necrosis factor-ɑ，TNF-ɑ）和白介素-6（interleukin-6，IL-6）。②提取间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSC）来源线粒体，并通过电镜及流式细胞术进行线粒体形态及功能检测；提取初断乳SD大鼠视网膜原代周细胞并通过共聚焦显微镜进行纯度鉴定。线粒体预处理采用与周细胞共孵育的方式进行。细胞实验分为：正常对照（PC）组、线粒体预处理（Mito-PC）组、过氧化氢处理（PC+H

）组和线粒体预处理后联合过氧化氢处理（Mito-PC+H

）组， PC+H

组在更换无血清培养基12 h后加入0.5 μmol/L H

处理4 h，Mito-PC+H

组按2×10

-4

μg/个线粒体预处理周细胞12 h后联合0.5 μmol/L H

处理4 h。观察线粒体预处理对周细胞抗氧化能力的影响。

结果

①与Sham组大鼠相比，Sep组大鼠肺血管通透性显著增高，伊文思蓝大量外渗（

0.05）；肺病理结构严重破坏并伴随大量炎性细胞浸润；血清中炎症因子TNF-ɑ、IL-6显著升高（

0.05）、心肌损伤标志物cTnT和肾功能损伤标志物Urea、Crea显著升高（

0.05），且无大鼠存活超过72 h（

0.05）；PC组大鼠肺血管屏障功能、肺病理结构以及器官功能仅部分改善（

0.05）；与未处理周细胞相比，线粒体预处理周细胞对肺血管内皮屏障的保护作用显著增强（

0.05），肺病理结构及重要脏器功能显著改善（

0.05），炎症反应显著降低，大鼠72 h存活率显著升高（

0.05）。②线粒体预处理后周细胞磷酸戊糖途径显著增强，NADPH介导的抗氧化能力显著提高，与PC+H

组相比，Mito-PC+H

组周细胞细胞活性显著改善（

0.05），与PC组相比，Mito-PC组周细胞G6PD活性升高及NADP

/NADPH比值水平下降（

0.05）。

结论

周细胞在肺组织中的定植能够减轻脓毒症大鼠的肺血管渗漏，而线粒体预处理后周细胞中磷酸戊糖途径及细胞抗氧化能力增强可能是其疗效更佳的生化机制。

Abstract

Objective

To investigate the protective effects of mitochondrial preconditioning in pericytes (PC) against pulmonary vascular leakage in septic rats.

Methods

① 128 specific-pathogen-free SD rats (equal gender

200±20 g) were randomized into: Sham group (postoperative tail vein injection of 0.5 mL saline)

Sepsis (Sep) group (CLP+saline)

PC group (CLP+untreated PC: 10⁶ cells/rat)

and Mito-PC group (CLP+PC preconditioned with 2 μg mitochondria/10⁴ cells for 12 h). Assessments included: PC lung colonization (flow cytometry)

pulmonary barrier function (Evans blue assay)

lung histopathology (HE staining)

serum organ injury markers [cTnT (cardiac)

urea/creatinine (renal)

]

and inflammatory cytokines (TNF-α

IL-6). ② MSC-derived mitochondria were validated by electron microscopy/flow cytometry; primary retinal PCs from w

eaned SD rats were purity-verified (confocal microscopy). In vitro groups: Control (PC)

Mito-PC

PC+H₂O₂ (0.5 μmol/L

4 h)

and Mito-PC+H₂O₂. Antioxidant capacity was assessed

via

pentose phosphate pathway (PPP) activity

NADPH levels

G6PD activity

and NADP⁺/NADPH ratio.

Results

① Compared with Sham

Sep group showed significant increase in pulmonary leakage (Evans blue

0.05)

severe lung injury

elevated serum markers (TNF-α

IL-6

cTnT

urea

creatinine all

0.05)

0% 72 h survival. PC group showed partial improvement (

0.05). Mito-PC group demonstrated significant reduction in vascular leakage (

0.05

PC group)

improved histopathology and organ function (

0.05)

attenuated inflammation (

0.05)

higher 72 h survival rate (

0.05).② Mitochondrial preconditioning significantly enhanced PPP activation and NADPH-mediated antioxidative capacity

Mito-PC+H₂O₂

PC+H₂O₂ showed improved cell viability (

0.05)

Mito-PC

PC showed increased G6PD activity (

0.05)

decreased NADP⁺/NADPH ratio (

0.05).

Conclusion

Mitochondrial preconditioning potentiates pericyte-mediated protection against sepsis-induced pulmonary vascular leakage through enhanced pentose phosphate pathway activity. Mitochondrial preconditioning potentiates pericyte-mediated protection against sepsis-induced pulmonary vascular leakage through enhanced pentose phosphate pathway activity.

关键词

Keywords

references

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