儿童脓毒症胶质细胞焦亡信号活化及其对神经细胞线粒体损伤的影响力

邢静; 王艳飞; 闫慧娟; 王新梅; 刘振奎

doi:10.13406/j.cnki.cyxb.003832

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

儿童脓毒症胶质细胞焦亡信号活化及其对神经细胞线粒体损伤的影响力

卓越医见：脓毒症的发生机制与临床治疗 | 更新时间：2026-06-11

- 儿童脓毒症胶质细胞焦亡信号活化及其对神经细胞线粒体损伤的影响力
- Activation of glial cell pyroptosis signal in children with sepsis and its influence on mitochondrial injury in neural cells
- 重庆医科大学学报 2026年51卷第6期页码：829-837
- 作者机构：
  
  河北北方学院附属第一医院儿内科，张家口 075000
- 作者简介：
  
  邢　静，Email：ywvugwmbz1@163.com，研究方向：儿科感染性疾病和肾脏疾病。
- 基金信息：
  
  河北省2020年度医学科学研究课题资助项目(20200503)
- DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.003832
  中图分类号： R459.7
- 收稿：2024-12-18，
  
  修回：2025-03-04，
  
  纸质出版：2026-06-28
- 稿件说明：
移动端阅览
邢静,王艳飞,闫慧娟等.儿童脓毒症胶质细胞焦亡信号活化及其对神经细胞线粒体损伤的影响力[J].重庆医科大学学报,2026,51(06):829-837.

Xing Jing,Wang Yanfei,Yan Huijuan,et al.Activation of glial cell pyroptosis signal in children with sepsis and its influence on mitochondrial injury in neural cells[J].Journal of Chongqing Medical University,2026,51(06):829-837.
邢静,王艳飞,闫慧娟等.儿童脓毒症胶质细胞焦亡信号活化及其对神经细胞线粒体损伤的影响力[J].重庆医科大学学报,2026,51(06):829-837. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003832.

Xing Jing,Wang Yanfei,Yan Huijuan,et al.Activation of glial cell pyroptosis signal in children with sepsis and its influence on mitochondrial injury in neural cells[J].Journal of Chongqing Medical University,2026,51(06):829-837. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003832.

摘要

目的

探讨儿童脓毒症相关脑病（sepsis-associated encephalopathy，SAE）胶质细胞焦亡信号活化及其对神经细胞线粒体损伤的影响力。

方法

纳入河北北方学院附属第一医院2020年4月至2024年3月儿童重症监护病房（pediatric intensive care unit，PICU）26例脓毒症患者，包括15例SAE和11例非SAE。采用实时荧光定量聚合酶链式反应（real-time quantitative polymerase chain reaction，qPCR）定量血清中线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA），酶联免疫吸附法检测血清中S100钙结合蛋白B（S100 calcium-binding protein B，S100B）、神经特异性烯醇化酶（neuron-specific enolase，NSE）水平。将BV2细胞分为Con组、mtDNA组、si-cGAS组、mtDNA+si-cGAS组、mtDNA+cGAS-oe组和mtDNA+cGAS-oe+YVAD-cmk组。采用蛋白质印迹检测核因子κB/NOD 样受体热蛋白结构域蛋白3（nuclear factor kappa-B/NOD-like receptor pyrin domain containing 3，NF-κB/NLRP3）信号，流式细胞术检测细胞焦亡。

结果

SAE组在住院第4、7天的血清mtDNA水平明显高于非SAE组（

0.05）。血清mtDNA水平与NSE、S100B水平呈正相关（

0.05）。转染si-cGAS明显逆转了mtDNA对BV2细胞NF-κB/NLRP3信号激活和细胞焦亡的影响（

0.05）。与mtDNA组相比，mtDNA+cGAS-oe组BV2细胞中cGAS、p-NF-κB、NLRP3、Cleaved caspase-1蛋白表达和细胞焦亡率明显增加（

0.05）。与mtDNA+cGAS-oe

组相比，mtDNA+cGAS-oe+YVAD-cmk组BV2细胞中Cleaved caspase-1蛋白表达和细胞焦亡率明显降低（

0.05）。

结论

脓毒症患儿血清mtDNA水平与NSE、S100B水平变化密切相关，其可能以cGAS依赖方式促进BV2细胞NF-κB/NLRP3信号激活和细胞焦亡。

Abstract

Objective

To investigate the activation of glial cell pyroptosis signal in children with sepsis-related encephalopathy （SAE） and its influence on mitochondrial injury in neural cells.

Methods

A total of 26 patients with sepsis who were admitted to

the First Affiliated Hospital of Hebei North University from April 2020 to March 2024 were enrolled，among whom there were 15 SAE patients and 11 non-SAE patients. Quantitative PCR was used to measure mitochondrial DNA（mtDNA） in serum，and ELISA was used to measure the serum levels of S100 calcium-binding protein B（S100B） and neuron-specific enolase（NSE）. BV2 cells were divided into Con group，mtDNA group，si-cGAS group，mtDNA+si-cGAS group，mtDNA+cGAS-oe group，and mtDNA+cGAS-oe+YVAD-cmk group. Western blotting was used to analyze nuclear factor kappa-B/NOD-like receptor pyrin domain containing 3（NF-κB/NLRP3） signal，and flow cytometry was used to measure cell pyroptosis.

Results

The SAE group had a significantly higher serum level of mtDNA than the non-SAE group in days 4 and 7 of hospitalization（

0.05）. The serum level of mtDNA was positively correlated with the serum levels of NSE and S100B（

0.05）. Transfection of si-cGAS significantly reversed the effect of mtDNA on NF-κB/NLRP3 signal activation and cell pyroptosis in BV2 cells（

0.05）. Compared with the mtDNA group，the mtDNA+cGAS-oe group had significant increases in the protein expression levels of cGAS，p-NF-κB，NLRP3，and cleaved caspase-1 and cell pyroptosis rate in BV cells（

0.05）. Compared with the mtDNA+cGAS-oe group，the mtDNA+cGAS-oe+YVAD-cmk group had significan

t reductions in the protein expression level of cleaved caspase-1 and cell pyroptosis rate in BV2 cells（

0.05）.

Conclusion

The serum level of mtDNA in children with sepsis is closely associated with the changes in the serum levels of NSE and S100B，and the increase in mtDNA may promote the activation of NF-κB/NLRP3 signal and cell apoptosis in BV2 cells in a cGAS-dependent manner.

关键词

Keywords

references

Balamuth F ， Scott HF ， Weiss SL ， et al . Validation of the pediatric sequential organ failure assessment score and evaluation of third international consensus definitions for sepsis and septic shock definitions in the pediatric emergency department [J ] . JAMA Pediatr ， 2022 ， 176 （ 7 ）： 672 - 678 ．

Tauber SC ， Djukic M ， Gossner J ， et al . Sepsis-associated encephalopathy and septic encephalitis：an update [J ] . Expert Rev Anti Infect Ther ， 2021 ， 19 （ 2 ）： 215 - 231 ．

Ren C ， Yao RQ ， Zhang H ， et al . Sepsis-associated encephalopathy：a vicious cycle of immunosuppression [J ] . J Neuroinflammation ， 2020 ， 17 （ 1 ）： 14 ．

Bircak-Kuchtova B ， Chung HY ， Wickel J ， et al . Neurofilament light chains to assess sepsis-associated encephalopathy：are we on the track toward clinical implementation? [J ] . Crit Care ， 2023 ， 27 （ 1 ）： 214 ．

Yu P ， Zhang X ， Liu N ， et al . Pyroptosis：mechanisms and diseases [J ] . Signal Transduct Target Ther ， 2021 ， 6 （ 1 ）： 128 ．

Gu F ， Wang ZQ ， Ding HJ ， et al . Microglial mitochondrial DNA release contributes to neuroinflammation after intracerebral hemorrhage through activating AIM2 inflammasome [J ] . Exp Neurol ， 2024 ， 382 ： 114950 .

Yan HP ， Li M ， Lu XL ， et al . Use of plasma mitochondrial DNA levels for determining disease severity and prognosis in pediatric sepsis：a case control study [J ] . BMC Pediatr ， 2018 ， 18 （ 1 ）： 267 ．

Ahmad FM ， A Al-Binni M ， Bani Hani A ， et al . Complement terminal pathway activation is associated with organ failure in sepsis patients [J ] . J Inflamm Res ， 2022 ， 15 ： 153 - 162 ．

Wang G ， Gao Y ， Fu YN ， et al . A simple nomogram for predicting the mortality of PICU patients with sepsis-associated encephalopathy：a multicenter retrospective study [J ] . Front Neurol ， 2024 ， 15 ： 1418405 ．

Pei HY ， Zeng JN ， He ZM ， et al . Palmatine ameliorates LPS-induced HT-22 cells and mouse models of depression by regulating apoptosis and oxidative stress [J ] . J Biochem Mol Toxicol ， 2023 ， 37 （ 1 ）： e23225 ．

Xin YW ， Tian M ， Deng SX ， et al . The key drivers of brain injury by systemic inflammatory responses after sepsis：microglia and neuroinflammation [J ] . Mol Neurobiol ， 2023 ， 60 （ 3 ）： 1369 - 1390 ．

Wang G ， Jiang XZ ， Fu YN ， et al . Development and validation of a nomogram to predict the risk of sepsis-associated encephalopathy for septic patients in PICU：a multicenter retrospective cohort study [J ] . J Intensive Care ， 2024 ， 12 （ 1 ）： 8 ．

Luo HL ， Li G ， Yang BX ， et al . Association between the first 24 hours PaCO 2 and all-cause mortality of patients suffering from sepsis-associated encephalopathy after ICU admission：a retrospective study [J ] . PLoS One ， 2023 ， 18 （ 10 ）： e0293256 ．

Chen YH ， Hu Y ， Li XF ， et al . Clinical features and factors associated with sepsis-associated encephalopathy in children：retrospective single-center clinical study [J ] . Front Neurol ， 2022 ， 13 ： 838746 ．

Sankar J ， Agarwal S ， Goyal A ， et al . Pediatric sepsis phenotypes and outcome：5-year retrospective cohort study in a single center in India （2017-2022） [J ] . Pediatr Crit Care Med ， 2024 ， 25 （ 4 ）： e186 - e192 ．

de Araújo BES ， da Silva Fontana R ， de Magalhães-Barbosa MC ， et al . Clinical features，electroencephalogram，and biomarkers in pediatric sepsis-associated encephalopathy [J ] . Sci Rep ， 2022 ， 12 （ 1 ）： 10673 ．

Zhou GS ， Liu JJ ， Zhang HM ， et al . Circulating mitochondrial DNA levels are associated with early diagnosis and prognosis in patients with sepsis [J ] . Chin Med J （Engl）， 2022 ， 135 （ 23 ）： 2883 - 2885 ．

Bhagirath VC ， Dwivedi DJ ， Liaw PC . Comparison of the proinflammatory and procoagulant properties of nuclear，mitochondrial，and bacterial DNA [J ] . Shock ， 2015 ， 44 （ 3 ）： 265 - 271 ．

Marchi S ， Guilbaud E ， Tait SWG ， et al . Mitochondrial control of inflammation [J ] . Nat Rev Immunol ， 2023 ， 23 （ 3 ）： 159 - 173 ．

Xian HX ， Karin M . Oxidized mitochondrial DNA：a protective signal gone awry [J ] . Trends Immunol ， 2023 ， 44 （ 3 ）： 188 - 200 ．

Zohny SM ， Habib MZ ， Mohamad MI ， et al . Memantine/aripiprazole combination alleviates cognitive dysfunction in valproic acid rat model of autism：hippocampal CREB/BDNF signaling and glutamate homeostasis [J ] . Neurotherapeutics ， 2023 ， 20 （ 2 ）： 464 - 483 ．

Qiu SQ ， Zhong XY ， Meng X ， et al . Mitochondria-localized cGAS suppresses ferroptosis to promote cancer progression [J ] . Cell Res ， 2023 ， 33 （ 4 ）： 299 - 311 ．

Irazoki A ， Gordaliza-Alaguero I ， Frank E ， et al . Disruption of mitochondrial dynamics triggers muscle inflammation through interorganellar contacts and mitochondrial DNA mislocation [J ] . Nat Commun ， 2023 ， 14 （ 1 ）： 108 ．

Xu YX ， Li YJ ， Wang CQ ， et al . The reciprocal interactions between microglia and T cells in Parkinson’s disease：a double-edged sword [J ] . J Neuroinflammation ， 2023 ， 20 （ 1 ）： 33 ．

Jin ZQ ， Lu J ， Xu HY ， et al . Exploring the correlation between innate immune activation of inflammasome and regulation of pyroptosis after intracerebral hemorrhage：from mechanism to treatment [J ] . Biomed Pharmacother ， 2024 ， 179 ： 117382 ．

Zhong XL ， Chen ZY ， Wang YJ ， et al . JQ1 attenuates neuroinflammation by inhibiting the inflammasome-dependent canonical pyroptosis pathway in SAE [J ] . Brain Res Bull ， 2022 ， 189 ： 174 - 183 ．

Huang XL ， Ye CZ ， Zhao XY ， et al . TRIM45 aggravates microglia pyroptosis via Atg5/NLRP3 axis in septic encephalopathy [J ] . J Neuroinflammation ， 2023 ， 20 （ 1 ）： 284 ．

Sun JJ ， Fleishman JS ， Liu XY ， et al . Targeting novel regulated cell death：ferroptosis，pyroptosis，and autophagy in sepsis-associated encephalopathy [J ] . Biomed Pharmacother ， 2024 ， 174 ： 116453 ．

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

儿童六分钟步行距离预测方程在重庆地区的适用性评价及本土化修正

基于MMCRCI框架的白血病患儿认知障碍前哨因子指标构建及影响因素分析

ICU泌尿系感染临床分离菌的流行病学特点

基于甲硫氨酸代谢重编程的肿瘤免疫治疗研究进展

尿源性脓毒症研究进展与重症管理策略