《Tissue and Cell》：C3 as a sensitive biomarker of alveolocapillary barrier integrity in acute lung injury: protective modulation by enoxaparin
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急性肺损伤（ALI）中，低分子肝素恩伐曲班（ENX）通过抑制补体C3激活减轻炎症反应和肺泡-毛细血管屏障破坏，C3水平与病理损伤评分强相关，提示其作为早期生物标志物的潜力。
阿里·穆斯塔法奥卢（Ali Mustafao?lu）、伊尔卡伊·阿尔马甘（?lkay Arma?an）和穆姆塔兹·杰姆·希林（Mümtaz Cem ?irin）
土耳其伊斯帕尔塔（Isparta）苏莱曼·德米雷尔大学（Süleyman Demirel University）医学院组织学与胚胎学系
摘要
依诺肝素（Enoxaparin，ENX）是一种低分子量肝素（LMWH），广泛用于预防静脉血栓栓塞。有研究表明，它能够在补体激活的早期阶段发挥抑制作用。早期补体激活逐渐被认为是导致肺泡毛细血管屏障破坏的关键因素，这突显了在急性肺损伤（ALI）中早期生物标志物和预防策略的必要性。因此，本研究在LPS诱导的ALI模型中，探讨了ENX对C2、C3、TNF-α和IL-8的局部和系统效应，以明确补体阻断在炎症病理过程中的作用。46只雄性Wistar白化大鼠被随机分为四组（SHM、ENX、LPS和ENX+LPS），首先通过气管内注射LPS（5 mg/kg），随后皮下注射ENX（2 mg/kg）。六小时后，收集支气管肺泡灌洗液（BALF）、血清和肺组织。通过ELISA检测生物标志物；利用H-E染色、MT染色和PAS染色以及TNF-α和CC16的免疫组化技术评估组织病理变化。LPS降低了血清中的C3水平，增加了BALF中的TNF-α水平，增强了TNF-α的免疫反应性，并破坏了肺泡毛细血管屏障，表现为Smith和ATS评分升高。ENX减轻了这些变化，保持了屏障的完整性，并将炎症主要限制在间质组织。C3水平与组织病理评分之间的强相关性表明了C3在ALI进展中的核心作用。相反，C2的变化较小，且与组织损伤无关。LPS暴露后CC16表达减少，表明存在杯状细胞功能障碍和间质炎症，在ENX作用下仅部分恢复。总体而言，这些发现表明C3是补体驱动的肺损伤的敏感早期生物标志物，并支持早期调节补体作为ALI的一种有前景的预防方法。
引言
急性肺损伤（ALI）的特点是肺泡弥漫性损伤、血管通透性增加以及肺泡毛细血管屏障破坏，最终导致气体交换障碍和呼吸衰竭。ALI的核心病理特征是肺泡上皮和肺内皮受损，引发炎症细胞浸润、水肿形成和屏障功能障碍（Qiao等人，2024年）。肺内和肺外的损伤都可能引发ALI；然而，肺脓毒症和脂多糖（LPS）暴露仍是常用的实验性诱因（Zhou等人，2023年）。LPS可迅速且强烈地激活先天免疫机制，促进细胞因子释放、中性粒细胞募集和补体激活，共同导致肺泡毛细血管屏障破坏（图1，图2）（Samarasinghe等人，2025年）。
补体系统是先天免疫的关键组成部分，在ALI的早期炎症反应中起着关键作用。经典途径（CP）、凝集素途径（LP）和替代途径（AP）的激活都在补体成分C3的水平上汇聚，产生效应分子，放大炎症、招募免疫细胞并促进组织损伤（图1）（Yang等人，2023年）。补体激活失调与过度炎症反应和多器官损伤有关，包括肺损伤（Alarabi等人，2025年；Al-Kuraishy等人，2022a；Al-Kuraishy等人，2022b）。虽然早期补体成分如C2参与途径的启动，但C3作为补体激活和放大的核心枢纽，可能在肺病理中起主导作用（Yang等人，2023年）。由于C3在补体级联反应中的核心作用，其早期变化可能预示着补体激活，并作为ALI中肺泡毛细血管屏障破坏的早期介质和生物标志物（图1）。
低分子量肝素除了具有抗凝作用外，还具有免疫调节作用，包括抑制补体激活（Delasoud等人，2025年；Feng等人，2023年）。研究表明，依诺肝素（ENX）能够在补体级联反应的早期和后期阶段干扰补体活性（Zhang等人，2025年）。通过与补体蛋白和调节分子的相互作用，ENX可能减弱过度的炎症信号传导并保护组织完整性（K?ksal等人，2024年；Lafci等人，2025年）。然而，ENX在ALI早期阶段对肺泡毛细血管屏障完整性的保护作用尚未完全明确（Zhang等人，2025年）。
除了补体介导的损伤外，上皮功能障碍也是ALI的重要特征。杯状细胞及其分泌产物杯状细胞蛋白16（CC16）是上皮完整性和间质炎症的重要指标。CC16表达减少反映了上皮损伤，并与炎症性肺疾病相关（Lin等人，2025年；Otelea等人，2023年）。此外，促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和趋化因子（包括白细胞介素-8，IL-8）会促进巨噬细胞激活和中性粒细胞募集，进一步加重肺损伤（图1，图2）（Wang等人，2023年）。
尽管越来越多的证据支持低分子量肝素的抗炎和免疫调节作用，但补体调节——尤其是在C3水平上——对ALI中肺泡毛细血管屏障完整性的确切贡献仍不够明确。以往的研究主要集中在整体炎症标志物或临床结果上，对系统性和局部补体动态以及详细的组织病理学评估的整合不足（Bezerra等人，2023年；Liu等人，2025年；Shen等人，2024年）。此外，早期补体成分（如C2）与核心补体成分（如C3）的相对作用在ALI背景下尚未得到系统评估。
因此，本研究旨在探讨LPS诱导的ALI模型中补体激活的局部和系统动态，特别关注C3作为肺泡毛细血管屏障破坏的潜在决定因素。通过结合分子分析（C2、C3、TNF-α和IL-8）与标准化的组织病理学评分系统和免疫组化评估，我们试图阐明补体调节、炎症信号传导和组织损伤之间的关系（图2，图3）。此外，我们还评估了ENX介导的补体调节是否能够保持屏障完整性并减轻早期肺损伤。这种综合方法有助于解释补体活性如何导致肺损伤，并确定C3作为敏感的生物标志物和减轻ALI的有希望的目标。
动物
从苏莱曼·德米雷尔大学医学院实验动物研究实验室（Experimental Animal Research Laboratory, Production Unit）获得了46只体重在240至390克之间的雄性Wistar白化大鼠。为了减少选择偏差，动物被随机分配到实验组，组大小根据具有相似生化和组织病理学终点的先前ALI研究确定（Guo等人，2025年；Sun等人，2025年）。动物在受控环境中饲养。
基于ELISA的补体成分和炎症介质定量（血清与支气管肺泡灌洗液)
补体成分（C2和C3）和炎症介质（TNF-α和IL-8）在血清和支气管肺泡灌洗液（BALF）中的水平总结见图4。总体而言，血清中的补体成分浓度高于BALF中的浓度，而炎症介质在BALF中的浓度较高。各组之间的C2水平没有显著差异，且在各组中的分布不均（图4A和B）。同样，C2水平也没有显示出
讨论
本研究探讨了LPS诱导的ALI早期阶段补体激活的作用，特别关注C2和C3在系统和局部水平上的差异行为。此外，研究还评估了ENX预处理是否能够调节补体激活，从而影响急性肺损伤阶段的炎症反应和肺泡毛细血管屏障的完整性。通过结合生化分析和标准化的组织病理学评估
结论
本研究提供了证据，支持补体系统及其相关炎症反应在ALI发病机制中的关键作用。炎症早期阶段血清C3的显著变化已成为反映疾病严重程度的敏感生化标志物。C3水平与组织损伤评分之间的强相关性表明，C3不仅可作为早期指标，还可作为与损伤进展密切相关的标志物。
ENX
局限性与未来展望
本研究存在一些局限性。首先，实验设计仅关注ALI的早期阶段，在一个时间点进行评估（6小时）。因此，研究结果主要反映了早期补体激活和炎症反应，未能捕捉到潜在的晚期或恢复阶段的效应。其次，尽管LPS诱导的肺损伤模型可靠地再现了急性炎症和肺泡毛细血管屏障的关键特征
未引用的参考文献
(Butt等人，2016)
资助
本研究得到了苏莱曼·德米雷尔大学科学研究项目协调单位（Scientific Research Projects Coordination Unit of Süleyman Demirel University）的支持，项目编号为TTU-2024-9277。
CRediT作者贡献声明
阿里·穆斯塔法奥卢（Ali Mustafao?lu）：撰写——原始草稿、可视化、验证、方法学、研究、数据管理、概念构思。穆姆塔兹·杰姆·希林（Mümtaz Cem ?irin）：撰写——审阅与编辑、验证、方法学、研究、数据管理。伊尔卡伊·阿尔马甘（?lkay Arma?an）：撰写——审阅与编辑、可视化、验证、项目管理、方法学、研究、资金获取、数据管理。
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：伊尔卡伊·阿尔马甘（Ilkay Armagan）报告获得了苏莱曼·德米雷尔大学的财务支持。伊尔卡伊·阿尔马甘与苏莱曼·德米雷尔大学存在关系，包括资金资助。他拥有一项待审批的专利。如果还有其他作者，他们声明没有已知的潜在利益冲突或个人关系。
致谢
作者感谢苏莱曼·德米雷尔大学科学研究项目协调单位（Project No. TTU-2024-9277）提供的财务支持，这对本研究的成功实施起到了重要作用。
利益冲突
作者声明没有财务或非财务利益冲突。
