Free Radic Biol Med I 脊髓损伤不止于神经：LCN2 驱动肺损伤的突破性发现！(杨立利/李文林/姚秋菊-海军军医大学)

2026年3月2日，海军军医大学第二附属医院上海长征医院骨科脊柱中心杨立利团队，联合海军军医大学细胞生物学教研室李文林团队、解放军海军第905医院呼吸科姚秋菊团队 等，在Free Radical Biology and Medicine（中科院2区，IF=8.2）在线发表题为 “Lipocalin-2 links spinal cord injury to neurogenic lung injury through MAPK/ERK–ferroptosis signaling: Preliminary evidence for a spinal cord–lung axis” 的研究论文。

▼编者按:

该研究聚焦急性脊髓损伤（ASCI）后早期肺损伤的发生机制，突破了以往将脊髓损伤后呼吸并发症主要归因于呼吸肌功能障碍、肺部感染和卧床相关因素的传统认识，提出并验证了一个新的病理链条：脊髓损伤后 LCN2 升高，通过 LRP2-MAPK/ERK 信号激活肺中性粒细胞铁死亡，最终加重炎症、氧化应激和肺组织损伤。该发现为“脊髓–肺轴”的存在提供了初步机制证据，也为脊髓损伤后继发性肺部并发症的早期干预提供了新的潜在靶点。

急性脊髓损伤后，肺炎和呼吸衰竭等并发症发生率高、危害大，是影响患者早期死亡和预后的重要因素。然而，脊髓损伤如何在早期诱发远隔肺损伤，长期缺乏清晰的分子解释。本研究首先建立小鼠 ASCI 诱导肺损伤模型，发现肺损伤评分、肺组织湿/干重比、BALF 蛋白浓度以及 TNF-α、IL-1β 等炎症指标均在损伤后第 3 天达到高峰，提示第 3 天是 ASCI 相关肺损伤的关键窗口期。

进一步通过肺组织转录组测序和 GEO 数据集联合分析，研究团队发现 LCN2 是 ASCI 后显著上调的核心分子之一。结果显示，ASCI 后肺组织中共有 815 个基因上调、1172 个基因下调；与脊髓损伤相关公共数据集交叉后，LCN2 位于肺组织、脊髓组织及人 SCI 外周血共同上调基因的交集中。免疫组化、Western blot 和免疫荧光结果进一步证实，LCN2 在 ASCI 后的肺组织、脊髓组织和血清中均显著升高，并且在肺组织中主要定位于中性粒细胞，在脊髓中主要定位于星形胶质细胞和小胶质细胞。

机制上，研究发现 LCN2 受体 LRP2 在 ASCI 后肺组织中明显升高，并与 LCN2 和中性粒细胞共定位；同时 ERK1/2 磷酸化水平升高，也与肺中性粒细胞密切相关。这提示 LCN2 可能通过 LRP2 激活 MAPK/ERK 通路，从而推动肺组织病理损伤。功能实验进一步证明，中和 LCN2 或敲除 LCN2 均可显著减轻肺组织损伤，降低肺通透性和炎症水平，抑制细胞凋亡，并改善氧化应激和铁死亡相关指标；相反，给予重组 LCN2 则会加重上述损伤。

更关键的是，研究团队通过 MAPK/ERK 通路激动剂 LM22B-10 和铁死亡诱导剂 Erastin 进行验证，发现二者均可逆转 LCN2 单克隆抗体或 LCN2 敲除带来的保护作用，使肺损伤、炎症反应、细胞凋亡和氧化应激重新加重。这一结果将 LCN2、MAPK/ERK 激活和铁死亡串联为一条完整的致病轴，说明 LCN2 不是单纯的炎症标志物，而是驱动 ASCI 后神经源性肺损伤的重要分子开关。

总体而言，该研究提出了一个具有突破意义的新观点：脊髓损伤后的肺损伤并非只是机械通气不足或感染继发结果，而可能存在由 LCN2 介导的主动性神经–免疫–肺损伤通路。ASCI 后升高的 LCN2 可能通过 LRP2-MAPK/ERK 信号作用于肺中性粒细胞，促进铁死亡，进而放大炎症、氧化应激和细胞死亡，最终导致肺组织损伤。抑制 LCN2/MAPK/ERK 轴可减轻这些病理过程，提示靶向 LCN2 可能成为防治脊髓损伤后早期肺部并发症的新策略。

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【摘要】

背景

急性脊髓损伤（acute spinal cord injury，ASCI）继发的肺损伤，是肺炎、呼吸衰竭等呼吸系统并发症的重要病理基础，而这些并发症是导致患者早期死亡和不良预后的主要原因。尽管这一问题具有重要的临床意义，但 ASCI 与肺功能障碍之间的潜在机制仍然尚未明确。本研究评估了 Lipocalin-2（LCN2）在 ASCI 诱导的肺损伤中的作用，并探讨 LCN2/MAPK/ERK 信号轴是否参与这一过程。

方法

本研究建立了 ASCI 诱导肺损伤的小鼠模型。通过对肺组织进行转录组测序，发现 LCN2 是 ASCI 后显著上调的基因。随后，研究者进一步采用 qRT-PCR、Western blot、免疫荧光和免疫组化等方法，探讨 LCN2 及其下游信号通路在该过程中的作用。

结果

与野生型对照小鼠相比，LCN2 缺失小鼠（LCN2−/−）在 ASCI 后表现出明显改善的肺组织病理形态，并且肺损伤相关指标降低。下调 LCN2 能够减轻肺组织炎症、氧化应激和细胞凋亡。从机制上看，LCN2 通过激活 MAPK/ERK 信号通路促进铁死亡，从而加重 ASCI 后的肺损伤。

结论

本研究揭示了脊髓损伤与神经源性肺损伤之间一种新的机制联系，即 LCN2 介导的铁死亡。研究结果为理解“脊髓–肺轴”提供了新的思路，并提示 LCN2/MAPK/ERK 通路可能成为减轻急性脊髓损伤后继发性肺部并发症的早期治疗靶点。

01

研究背景及科学问题

急性脊髓损伤（ASCI）是临床中常见的一类创伤性疾病，主要由作用于脊柱的机械外力造成，例如交通事故、高处坠落、运动损伤或暴力事件等。这类损伤可能导致暂时性或永久性脊髓功能障碍。除神经系统损害外，ASCI 还经常引起全身性并发症。其中，肺炎和呼吸衰竭等呼吸系统并发症尤为常见，发生率可高达 67%，并且是导致患者死亡和住院时间延长的重要原因。

实验研究表明，在动物模型中，ASCI 可引起肺水肿和肺出血，从而导致呼吸功能障碍。作者前期研究也证实，ASCI 可诱导大鼠早期肺损伤，主要表现为肺水肿、出血以及炎症细胞浸润。这些结果提示，不同水平的脊髓损伤可能通过直接或间接方式导致肺损伤，并为早期呼吸衰竭和肺炎的发生提供病理基础。

ASCI 发生后，损伤部位的胶质细胞会释放多种炎症介质，这些炎症介质不仅会加重局部组织损伤，还可能参与外周器官损伤。Lipocalin-2（LCN2）又称中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL），是一种 25 kDa 的急性期蛋白，主要由星形胶质细胞和小胶质细胞分泌，并参与中枢神经系统中的神经炎症反应。在肺组织中，LCN2 与急性炎症和氧化应激有关，可促进中性粒细胞募集，并激活促炎细胞因子信号通路。LCN2 的两个主要受体分别是低密度脂蛋白受体相关蛋白 2（LRP2）和 24p3R，这两种受体广泛表达于包括肺和脑在内的多种组织中。当 LCN2 与其受体结合后，可激活多种下游信号通路，例如 Wnt 通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路等。然而，目前尚不清楚 LCN2 是否会在 ASCI 诱导的肺损伤中上调，也不清楚其是否通过结合受体并激活下游信号通路促进疾病进展。

既往研究显示，LCN2 上调可增加细胞外信号调节激酶 1/2（ERK1/2）的磷酸化水平，从而促进骨肉瘤和胶质母细胞瘤的侵袭与转移。Shao 等人的研究表明，在银屑病模型中，中和 LCN2 可以降低 ERK1/2 磷酸化水平，减轻中性粒细胞浸润，并抑制疾病进展。铁死亡是一种近年来发现的调控性细胞死亡形式，它可通过释放损伤相关分子模式放大炎症反应。铁死亡通过参与炎症、氧化应激和细胞凋亡，在多种类型的肺损伤中发挥作用。此外，研究也报道 LCN2 可调控溃疡性结肠炎、缺氧缺血性脑损伤和视网膜缺血再灌注损伤等疾病中的铁死亡。

同时，MAPK/ERK 通路与心肌细胞损伤、脑卒中和肺组织损伤中的铁死亡密切相关，抑制该通路可减轻铁死亡相关损伤。Liu 等研究发现，在脂多糖诱导的急性肺损伤中，抑制铁死亡可减轻炎症和氧化应激。类似地，关于脓毒症诱导肺损伤和缺血再灌注损伤的研究也证实，铁死亡可通过炎症和氧化应激通路调节肺部病理改变。Wang 等人在新生小鼠急性呼吸窘迫综合征（ARDS）模型中发现，沉默 LCN2 可降低肺组织 ERK1/2 磷酸化水平，从而减轻铁死亡、炎症和细胞凋亡，最终缓解肺损伤。

上述研究共同提示，LCN2 在调节 MAPK/ERK 信号、铁死亡、炎症、氧化应激和细胞凋亡中发挥关键作用。然而，LCN2 是否通过这些通路介导 ASCI 后的肺损伤，目前仍不清楚。

因此，本研究采用 ASCI 诱导肺损伤的小鼠模型，探讨 LCN2 表达变化、LCN2 与其受体之间的关系，以及肺损伤相关下游信号分子的表达。通过使用 LCN2 敲除小鼠、单克隆抗体以及通路特异性激动剂和抑制剂，研究者旨在解析 LCN2/MAPK/ERK 信号轴在 ASCI 后肺损伤发生发展中的作用。这些发现可能为理解脊髓–肺轴提供机制依据，并为识别脊髓损伤后继发性肺部并发症的潜在治疗靶点奠定基础。在脊髓创伤早期理解并干预肺损伤，可能对改善全身结局、降低呼吸相关死亡率具有重要意义，尤其是在高风险或大规模创伤场景中。这些认识也可能有助于在急救或创伤救治中制定器官保护策略，因为早期器官衰竭是影响患者生存和恢复的主要威胁。

02

重要发现及亮点

3.1 ASCI 后小鼠肺损伤相关指标的变化

为评估 ASCI 后不同时间点肺组织损伤情况，研究者进行了 HE 染色、ATS 肺损伤评分、肺血管和上皮细胞通透性检测以及炎症相关指标检测。与假手术组相比，肺组织 HE 染色显示，肺损伤评分先升高后下降，并在损伤后第 3 天达到最高值；损伤后第 7 天，肺损伤评分有所下降。

通过检测肺组织湿/干重比（W/D ratio）和支气管肺泡灌洗液（BALF）蛋白浓度来反映肺通透性变化。与假手术组相比，肺组织 W/D 比值和 BALF 蛋白浓度均在损伤后第 3 天达到最高，并在第 7 天下降，但仍高于假手术组。

小鼠肺组织匀浆中炎症因子 TNF-α 和 IL-1β mRNA 的相对表达水平也在 ASCI 后第 3 天达到峰值。类似地，血清中 TNF-α 和 IL-1β 的表达趋势也与上述结果一致。免疫荧光染色显示，SCI 后第 3 天，肺组织中 Ly6G 阳性细胞数量显著高于假手术组。总体来看，这些结果表明，小鼠 SCI 相关肺损伤在损伤后第 3 天达到高峰。

图 1. 小鼠 ASCI 后第 3 天肺损伤相关指标最为严重。
（A–B）采用肺损伤评分评估小鼠 ASCI 后不同时间点肺组织 HE 染色结果。每个时间点每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 20 μm。
（C–D）肺通透性指标，包括 ASCI 后不同时间点肺组织 W/D 比值和 BALF 蛋白浓度。每个时间点每组 n = 5 只小鼠。
（E–F）炎症相关指标，包括 ASCI 后不同时间点肺组织和血清中 TNF-α 与 IL-1β 水平。每个时间点每组 n = 5 只小鼠。
（G–H）ASCI 后第 3 天小鼠肺组织中 Ly6G 与 DAPI 的免疫荧光染色。Ly6G 为中性粒细胞标志物，绿色，稀释比例 1:300；DAPI 为细胞核标志物，蓝色。每个时间点每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 20 μm。
ASCI：脊髓损伤；W/D：湿/干重比；BALF：支气管肺泡灌洗液。数据以均值 ± SEM 表示；ns 表示无显著差异；*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001，****P < 0.0001；统计方法为单因素方差分析。

3.2 ASCI 相关肺损伤后 LCN2 的表达模式

研究者通过 RNA 测序和 GEO 数据集分析，识别 ASCI 诱导肺损伤中的关键基因和通路。RNA 测序发现 815 个上调基因和 1172 个下调基因。通过箱线图、主成分分析和火山图对数据集进行质量控制后，研究者选择包括 LCN2 在内的 6 个基因，并通过 qRT-PCR 进行验证。

将本研究肺组织测序数据与 GSE45376 数据集进行交集分析后，发现 109 个共同上调基因。这些基因主要富集于炎症、细胞凋亡和 MAPK 信号通路。进一步与 GSE151371 数据集比较后发现，LCN2 位于 SCI 患者血液中特异性升高基因的交集中。Western blot 和免疫组化染色证实，损伤后第 3 天脊髓和肺组织中 LCN2 表达升高。免疫荧光染色显示，LCN2 在肺组织中定位于中性粒细胞，在脊髓中定位于星形胶质细胞和小胶质细胞。血清中 LCN2 水平也升高。此外，在不同 SCI 打击参数下，LCN2 水平与损伤严重程度呈正相关。

图 2. 小鼠 ASCI 后第 3 天肺组织中 LCN2 的表达。
（A）ASCI 后第 3 天，ASCI 组与假手术组肺组织之间的差异表达基因。
（B）ASCI 后第 3 天肺组织上调基因与 GSE45376 数据集中 ASCI 后脊髓上调基因的交集。
（C）交集基因的 GO 生物过程分析。
（D）GSE151371 数据集中特异性上调的交集基因。
（E）肺组织 RNA 测序数据、GSE151371 和 GSE45376 三者之间共同上调的交集基因。
（F–G）通过免疫组化计算 ASCI 组和假手术组肺组织中 LCN2 阳性区域。每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 50 μm。
（H）ASCI 组和假手术组肺组织中 LCN2 的 Western blot 结果。
（I）ASCI 组和假手术组肺组织中 LCN2 蛋白表达量定量分析。
（J）分别对 LCN2、Ly6G、F4/80、E-cadherin 和 CD31 进行免疫荧光染色。LCN2 为红色，稀释比例 1:1000；Ly6G 为中性粒细胞标志物，绿色，1:300；F4/80 为巨噬细胞标志物，绿色，1:200；E-cadherin 为上皮细胞标志物，绿色，1:1000；CD31 为内皮细胞标志物，绿色，1:500。细胞核用 DAPI 染色，蓝色。每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 50 μm。
（K）损伤后第 3 天肺组织中双阳性细胞/单阳性细胞的定量分析。数据以均值 ± SEM 表示；****P < 0.0001；统计方法为单因素方差分析。BP：生物过程；GO：基因本体论。

3.3 ASCI 后 LCN2 受体和 MAPK/ERK 通路的表达

为探讨 LCN2 受体的参与情况，研究者检测了 LRP2 和 24p3R 的表达。免疫荧光染色显示，ASCI 后肺组织中 LRP2 表达升高，并且与 LCN2 和中性粒细胞共定位。此外，ASCI 后肺组织中 ERK1/2 表达升高，并与中性粒细胞共定位。

图 3. 小鼠 ASCI 后第 3 天肺组织中 LCN2 受体和 MAPK/ERK 通路的表达。
（A）ASCI 组和假手术组肺组织中 LCN2、LRP2 和 DAPI 的免疫荧光染色。LCN2 为红色，稀释比例 1:1000；LRP2 为 LCN2 受体，绿色，1:500；DAPI 为细胞核标志物，蓝色。
（B）ASCI 组和假手术组肺组织中 LCN2、24p3R 和 DAPI 的免疫荧光染色。LCN2 为绿色，1:1000；24p3R 为 LCN2 受体，红色，1:400；DAPI 为蓝色。每个时间点每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 50 μm。
（C）损伤后第 3 天肺组织中双阳性细胞/单阳性细胞的定量分析。
（D）ASCI 组和假手术组肺组织中 Ly6G、LRP2 和 DAPI 的免疫荧光染色。Ly6G 为中性粒细胞标志物，红色，1:300；LRP2 为绿色；DAPI 为蓝色。
（E）ASCI 组和假手术组肺组织中 Ly6G、24p3R 和 DAPI 的免疫荧光染色。Ly6G 为绿色；24p3R 为红色；DAPI 为蓝色。每个时间点每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 50 μm。
（F）损伤后第 3 天肺组织中双阳性细胞/单阳性细胞的定量分析。
（G）ASCI 组和假手术组肺组织中 Ly6G、p-ERK1/2 和 DAPI 的免疫荧光染色。Ly6G 为绿色；p-ERK1/2 为红色，1:300；DAPI 为蓝色。每个时间点每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 50 μm。
（H–I）损伤后第 3 天肺组织中双阳性细胞/单阳性细胞的定量分析。数据以均值 ± SEM 表示；ns 表示无显著差异；****P < 0.0001；统计方法为双尾 Student’s t 检验。

3.4 LCN2 单克隆抗体可减轻 ASCI 后肺组织病理改变、细胞凋亡、氧化应激和铁死亡

为研究 LCN2 的功能作用，研究者在 ASCI 后给予小鼠 LCN2 单克隆抗体或重组 LCN2 处理。中和 LCN2 可显著降低肺损伤评分、肺通透性指标，包括 W/D 比值和 BALF 蛋白浓度，以及炎症指标，包括 TNF-α、IL-1β 和 MPO；而重组 LCN2 则会加重这些指标。

LCN2 单克隆抗体处理后，细胞凋亡标志物 Bax 和 Cleaved-caspase 3 下调，而 Bcl-2 上调；重组 LCN2 则逆转了上述变化。TUNEL 染色进一步证实，中和 LCN2 后凋亡细胞减少。ASCI 组中氧化应激相关指标 Nrf2、HO-1 和 NQO1 升高，而 LCN2 单克隆抗体可进一步升高这些指标；重组 LCN2 则抑制这些指标。铁死亡标志物 ACSL4 和 PTGS2 在 ASCI 组中上调，而 GPX4 下调。LCN2 单克隆抗体可逆转这些变化，而重组 LCN2 会进一步加重这些变化。此外，Western blot 和免疫荧光结果证实，ASCI 组 ERK1/2 磷酸化水平升高，而 LCN2 单克隆抗体可降低该水平。LCN2 单克隆抗体处理后，LRP2 表达也下降，而重组 LCN2 可使 LRP2 表达升高。

图 4. 注射 LCN2 单克隆抗体促进恢复，并减轻炎症、细胞凋亡、氧化应激、铁死亡及 ERK1/2 磷酸化水平。
（A–B）采用肺损伤评分评估 ASCI 后不同组小鼠肺组织 HE 染色结果。每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 20 μm。
（C）ASCI 后不同组小鼠肺组织 W/D 比值。每组 n = 5 只小鼠。
（D–E）通过免疫组化计算不同组肺组织中 MPO 阳性区域。每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 50 μm。
（F–I）Western blot 显示 LCN2 对不同组中 Bax、Cleaved-caspase 3 和 Bcl-2 表达的影响。
（J–M）Western blot 显示 LCN2 对不同组中 Nrf2、HO-1 和 NQO1 表达的影响。
（N–Q）Western blot 显示 LCN2 对不同组中 ACSL4、PTGS2 和 GPX4 表达的影响。
（R–S）Western blot 显示 LCN2 对不同组中 p-ERK1/2/ERK1/2 表达的影响。
（T）LRP2 的免疫荧光染色。LRP2 为 LCN2 受体，绿色，1:500；细胞核用 DAPI 染色，蓝色；比例尺 = 50 μm。
（U）不同组肺组织中双阳性细胞/单阳性细胞的定量分析。数据以均值 ± SEM 表示；ns 表示无显著差异；*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001，****P < 0.0001；统计方法为单因素方差分析。

3.5 LCN2 基因缺失可减轻 ASCI 后肺组织病理改变、细胞凋亡、氧化应激和铁死亡

为进一步证实 LCN2 的作用，研究者采用 CRISPR/Cas9 技术构建的 LCN2 敲除小鼠。HE 染色显示，ASCI 后，与野生型小鼠相比，LCN2 敲除小鼠的肺损伤明显减轻。LCN2 敲除小鼠的 W/D 比值和 BALF 蛋白浓度也较低。

炎症标志物 MPO、TNF-α 和 IL-1β 在敲除小鼠中明显下降。细胞凋亡指标 Bax 和 Cleaved-caspase 3 降低，而 Bcl-2 升高，这与 TUNEL 阳性细胞减少的结果一致。氧化应激标志物 Nrf2、HO-1 和 NQO1 在敲除小鼠中上调。铁死亡相关标志物 ACSL4 和 PTGS2 在损伤后敲除小鼠中下降，而 GPX4 升高。ERK1/2 磷酸化和 LRP2 表达在敲除小鼠中也受到抑制。

图 5. LCN2 敲除促进恢复，并减轻炎症、细胞凋亡、氧化应激、铁死亡和 ERK1/2 磷酸化水平。
（A–B）采用肺损伤评分评估 ASCI 后第 3 天 LCN2 野生型和敲除小鼠肺组织 HE 染色结果。每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 20 μm。
（C–D）通过免疫组化计算 ASCI 后第 3 天 LCN2 野生型和敲除小鼠肺组织中 MPO 阳性区域。每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 50 μm。
（E–H）Western blot 检测 ASCI 后第 3 天 LCN2 野生型和敲除小鼠中 Bax、Cleaved-caspase 3 和 Bcl-2 的蛋白表达水平。
（I–L）Western blot 检测 ASCI 后第 3 天 LCN2 野生型和敲除小鼠中 Nrf2、HO-1 和 NQO1 的蛋白表达水平。
（M–P）Western blot 检测 ASCI 后第 3 天 LCN2 野生型和敲除小鼠中 ACSL4、PTGS2 和 GPX4 的蛋白表达水平。
（Q–T）Western blot 检测 ASCI 后第 3 天 LCN2 野生型和敲除小鼠中 p-ERK1/2/ERK1/2 的蛋白表达水平。
（U）LRP2 免疫荧光染色。LRP2 为 LCN2 受体，绿色，1:500；细胞核用 DAPI 染色，蓝色；比例尺 = 50 μm。
（V）ASCI 后第 3 天 LCN2 野生型和敲除小鼠肺组织中双阳性细胞/单阳性细胞的定量分析。数据以均值 ± SEM 表示；ns 表示无显著差异；*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001，****P < 0.0001；统计方法为双尾 Student’s t 检验。

3.6 MAPK/ERK 通路激动剂可抑制 LCN2 单克隆抗体的作用，并促进 ASCI 后肺组织铁死亡

为评估 LCN2、ERK1/2 与铁死亡之间的调控关系，研究者对小鼠联合使用重组 LCN2 和 Cilastatin，即 LRP2 抑制剂。免疫荧光染色显示，Cilastatin 可降低 ERK1/2 磷酸化水平，但重组 LCN2 可恢复该水平。此外，LCN2 单克隆抗体对铁死亡标志物 GPX4、ACSL4 和 PTGS2 的保护作用，会被 MAPK/ERK 激动剂 LM22B-10 逆转。

图 6. MAPK/ERK 通路激动剂通过抑制 ASCI 后小鼠 LCN2 单克隆抗体的作用，促进肺组织铁死亡。
（A）p-ERK1/2 的免疫荧光染色。p-ERK1/2 为红色，稀释比例 1:300；细胞核用 DAPI 染色，蓝色；比例尺 = 50 μm。
（B）不同组肺组织中双阳性细胞/单阳性细胞的定量分析。
（C–D）Western blot 检测不同组中 ACSL4、PTGS2 和 GPX4 的蛋白表达水平。数据以均值 ± SEM 表示；****P < 0.0001；统计方法为单因素方差分析。

3.7 LCN2 单克隆抗体通过抑制 MAPK/ERK 通路和铁死亡，减轻炎症、氧化应激和细胞凋亡

为评估 LCN2 单克隆抗体的作用是否依赖 MAPK/ERK 信号和铁死亡，研究者联合使用 LM22B-10 和 Erastin 处理小鼠。HE 染色显示，这两种药物均可逆转 LCN2 单克隆抗体的保护作用，使肺损伤评分升高。MPO 免疫荧光染色和 TNF-α、IL-1β 的 qRT-PCR 结果证实，炎症反应增强。Western blot 显示，Bax 和 Cleaved-caspase 3 表达升高，而 Bcl-2 表达降低，提示细胞凋亡增强。氧化应激标志物 Nrf2、HO-1 和 NQO1 则下降。

图 7. 注射 LCN2 单克隆抗体通过失活 MAPK/ERK 通路并减弱铁死亡，促进恢复，并抑制小鼠肺组织炎症、细胞凋亡和氧化应激。
（A–B）在有无 LM22B-10 处理条件下，采用肺损伤评分评估 ASCI 后不同组小鼠肺组织 HE 染色结果。每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 20 μm。
（C）MPO 免疫荧光染色。MPO 为中性粒细胞标志物，绿色，1:1000；细胞核用 DAPI 染色，蓝色；比例尺 = 50 μm。
（D）在有无 LM22B-10 处理条件下，ASCI 后不同组小鼠肺组织中双阳性细胞/单阳性细胞的定量分析。
（E–F）Western blot 检测在有无 LM22B-10 处理条件下，不同组中 Bax、Cleaved-caspase 3 和 Bcl-2 的蛋白表达水平。
（G–H）Western blot 检测在有无 LM22B-10 处理条件下，不同组中 Nrf2、HO-1 和 NQO1 的蛋白表达水平。数据以均值 ± SEM 表示；***P < 0.001，****P < 0.0001；统计方法为单因素方差分析。

3.8 LCN2 基因缺失通过抑制 MAPK/ERK 通路和铁死亡，减轻炎症、氧化应激和细胞凋亡

为进一步验证 MAPK/ERK 通路和铁死亡在 LCN2 调控肺损伤中的作用，研究者在 ASCI 后对 LCN2 敲除小鼠联合使用 LM22B-10 和 Erastin 处理。肺组织学结果显示，与未处理的 LCN2 敲除小鼠相比，联合处理后肺损伤加重。炎症标志物 MPO、TNF-α 和 IL-1β 在 LM22B-10 与 Erastin 处理后升高。促凋亡标志物升高，而 Bcl-2 降低。氧化应激指标 Nrf2、HO-1 和 NQO1 受到抑制。这些结果支持 LCN2 通过 ERK 介导的铁死亡发挥调控作用。

图 8. LCN2 敲除通过失活 MAPK/ERK 通路并减弱铁死亡，促进恢复，并抑制小鼠肺组织炎症、细胞凋亡和氧化应激。
（A–B）在有无 LM22B-10 处理条件下，采用肺损伤评分评估 ASCI 后 LCN2 野生型和敲除小鼠不同组肺组织 HE 染色结果。每组 n = 5 只小鼠，比例尺 = 20 μm。
（C）MPO 免疫荧光染色。MPO 为中性粒细胞标志物，绿色，1:1000；细胞核用 DAPI 染色，蓝色；比例尺 = 50 μm。
（D）在有无 LM22B-10 处理条件下，ASCI 后 LCN2 野生型和敲除小鼠不同组肺组织中双阳性细胞/单阳性细胞的定量分析。
（E–F）Western blot 检测在有无 LM22B-10 处理条件下，LCN2 野生型和敲除小鼠不同组中 Bax、Cleaved-caspase 3 和 Bcl-2 的蛋白表达水平。
（G–H）Western blot 检测在有无 LM22B-10 处理条件下，不同组中 Nrf2、HO-1 和 NQO1 的蛋白表达水平。数据以均值 ± SEM 表示；**P < 0.01，***P < 0.001，****P < 0.0001；统计方法为单因素方差分析。

【Citation】:Chen Q, Wang C, Wu H, et al. Lipocalin-2 links spinal cord injury to neurogenic lung injury through MAPK/ERK-ferroptosis signaling: Preliminary evidence for a spinal cord-lung axis.Free Radic Biol Med.2026;248:386-400.

【贡献】★★★★★

总之，本研究提示，LCN2 可通过激活 MAPK/ERK 通路并促进铁死亡，参与 ASCI 相关肺损伤，从而加重肺部炎症、氧化应激和细胞死亡。在本研究模型中，抑制 LCN2/MAPK/ERK 轴可以减轻这些病理过程。这些发现为神经源性肺损伤提供了初步机制解释，并提出靶向 LCN2 可能是一种潜在治疗策略，但仍需要进一步验证。该研究提出机制的示意图见图 9。

图 9. LCN2 在小鼠脊髓损伤后肺损伤中的作用及机制示意图。
SCI 后，脊髓组织、肺组织和血液中的 LCN2 水平升高，反映其对损伤的反应。在肺中性粒细胞中，LCN2 及其受体 LRP2，以及 ERK1/2 的磷酸化水平均升高。这些发现提示，循环中的 LCN2 可能通过 LRP2-MAPK/ERK 通路作用于肺中性粒细胞，促进铁死亡并加重肺损伤。抑制肺组织中的 LCN2/MAPK/ERK 信号轴可减轻炎症、氧化应激和细胞凋亡，并可能改善小鼠 ASCI 相关肺损伤的预后。该图使用 Figdraw 绘制。

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