对线粒体的免疫反应有助于解释机体对损伤的炎症反应

炎症是感染和损伤后发生的最严重并发症的根源。但是，虽然从微生物感染到被称为败血症的炎症状态的分子过程已经相当清楚，但尚不清楚物理损伤如何以及为什么会导致类似危险的炎症反应。

现在，贝斯以色列女执事医疗中心(BIDMC)的研究人员领导的一项研究表明，线粒体——人体细胞的“发电厂”——在身体受伤后被释放到血液中。由于线粒体与它们起源的细菌非常相似，它们似乎会引发类似败血症的免疫反应，从细胞损伤的重要来源转变为危险的“内部敌人”。

出现在明天的杂志上自然这些发现可能最终导致创伤管理的新策略，以及帮助临床医生区分感染性和非感染性炎症的新测试的开发。

他说:“当创伤性损伤触发神经损伤时，身体的重要器官可能会功能失调全身炎症反应综合征资深作者卡尔·j·豪泽博士解释道，他是BIDMC的创伤和重症护理外科专家，也是哈佛医学院的外科客座教授。“全世界每年有500万到1000万人死于创伤，在35岁以下的美国人中，创伤造成的死亡人数超过了所有其他疾病的总和。其中三分之一的死亡是由炎症并发症直接导致的。”

Hauser的实验室研究主要集中在中性粒细胞，循环白细胞可以攻击身体器官，想要找出中性粒细胞是如何参与这种危险的炎症级联的。

SIRS和败血症的机制都植根于身体的“先天免疫”反应。与后天形成的“获得性免疫”不同，先天免疫从出生起就存在，每当免疫细胞遇到典型的外部病原体(如细菌或病毒)的分子模式时，它就会立即做出反应。这些“病原体相关分子模式”，或PAMPS，反过来由模式识别受体分子(PRR)检测。

Hauser解释说:“当感染发生时，PAMPs会非常迅速地激活PRR，启动一组被统称为‘危险反应’的细胞反应。”这种反应是SIRS和败血症的基础，可以引发对细胞威胁的早期反应，并作为后期获得性免疫反应的佐剂。然而，正如Hauser指出的那样，感染性病原体和pamp并不是危险反应的唯一原因。

“受伤或坏死的组织可以激活非常相似的免疫反应，”他解释道。“钝器创伤会导致大量组织死亡，烧伤、癌症化疗、大手术和许多其他疾病也是如此。我们想知道，通过这种病理方式死亡的组织，而不是通过程序性细胞死亡或细胞凋亡，是否会向体内释放通常不会被免疫系统遇到的分子碎片。”

一些正常的细胞内分子可以激活PRR，当它们激活时，它们被称为损伤相关分子模式(DAMPS)。Hauser假设DAMPs可能会在创伤后引发炎症反应，就像PAMPs在感染时引发炎症一样，而线粒体可能是最终的罪魁祸首。

线粒体是细胞内的一种结构，它利用氧气燃烧营养能量，并将其转化为为细胞提供能量的ATP。它们自主运作，有自己的DNA，与细胞核内的遗传物质截然不同，它们有自己的蛋白质合成机制。由于线粒体与细菌有如此多的相似之处——包括它们的繁殖方法、DNA的分子性质和n-甲酰化蛋白质的合成——人们相信它们曾经是自由生活的腐生细菌，通过清除真核细胞的废物而存活下来。随着时间的推移，线粒体在细胞中定居下来，成为真正的共生体，但它们的许多分子特征仍然是细菌的。

Hauser解释说:“机械损伤会破坏细胞，所以我们假设损伤可能会释放线粒体和它们的DAMPs到循环系统中，以与感染释放PAMPS时相同的方式激活免疫。”

为了验证这一假设，研究人员首先从一大批遭受多次创伤的患者的血液样本中分析了线粒体DNA (mtDNA)。正如预测的那样，他们发现mtDNA水平增加了，但令人惊讶的是，他们发现mtDNA水平通常比正常水平高出数千倍。

通过一系列后续实验，研究人员表明，线粒体肽作为经典的g蛋白偶联趋化剂，通过FPR1受体(一种通常感知细菌蛋白质的受体)和相关的下游激酶激活白细胞。他们同样表明mtDNA通过被称为toll样受体9的PRR (TLR9通常感知细菌DNA)及其下游激酶激活白细胞。这两种damp及其PRRs的相互作用协同激活中性粒细胞．研究人员还发现，将线粒体注射到大鼠体内会引起腹膜炎，并重现创伤性SIRS典型的肺部和肝脏炎症。

美国国家综合医学科学研究所项目主任斯科特·萨默斯博士指出:“这项研究表明，线粒体——在身体受伤后会流入血液——看起来足够像它们起源的细菌，从而引发免疫反应。”“这项工作提供了重要的见解，为什么身体对物理创伤的反应反映了细菌性败血症，并可能导致治疗严重受伤患者的新策略。”

Hauser补充说:“由于外部伤害和导致无菌组织死亡的事件似乎和感染一样有可能导致SIRS，许多我们传统上用抗生素治疗的疾病可能最终不是感染，实际上可能需要非常不同的治疗类型。展望未来，我们希望与那些正在努力确定其他临床条件下炎症起源的研究人员合作。”