缺血性脑损伤中铁死亡及中药干预调控的作用与机制

背景:铁死亡是一种铁依赖性脂质过氧化调控的程序性细胞死亡方式,与缺血性脑损伤的发生、发展及转归密切相关。近年来,随着对铁死亡研究的不断深入,发现中药复方、中药单体可通过减轻铁超载、减少活性氧产生、调控脂质合成等方式调节铁死亡,减轻脑缺血损伤,促进神经功能恢复。目的:探讨铁死亡与缺血性脑损伤的关系及中药调控铁死亡治疗缺血性脑损伤的作用机制。方法:以“铁死亡,缺血性中风,脑损伤,活性氧,脂质代谢,中药复方,萜类,黄酮,酚类,生物碱,苯酞类等”为中文检索词,以“Iron death,ischemic stroke,brain injury,reactive oxygen species,lipid metabolism,traditional Chinese medicine formulas,terpenes,flavonoids,phenols,alkaloids,phthalides,etc”为英文检索词,检索2018年1月至2024年5月中国知网和PubMed数据库中有关铁死亡与缺血性脑损伤及中药调控机制的文献,排除与文章相关性不高及重复、过时的文献。共检索出1526篇相关文献,最终纳入87篇文献进行综述。结果与结论:大量实验研究证实,铁死亡在缺血性脑损伤中具有重要作用,中医方药可通过多种方式调节铁死亡,如三七总皂苷可调节铁代谢,抑制脂质过氧化;香芹酚通过增加谷胱甘肽过氧化物酶4表达,抑制神经元铁死亡;中药复方和单体有效成分可调控铁死亡相关通路——谷胱甘肽/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、核因子E2相关因子2(Nrf2)/血红素加氧酶1(HO-1)、铁死亡抑制蛋白1(FSP1)/CoQ10及鸟苷三磷酸环水解酶1(GCH1)/四氢生物喋呤(BH4)等,减少神经元损伤和死亡,发挥脑保护作用。

线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡在阿尔茨海默病中的作用机制及进展

背景:近年来,随着对细胞程序性死亡的深入研究,阿尔茨海默病损伤涉及的新型程序性死亡模型(线粒体自噬、铁死亡、铜死亡及双硫死亡)正逐渐兴起并且未来具有较大研究空间。目的:对新型程序性细胞死亡模式(线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡)的分子机制、新型细胞死亡模式的串扰机制、临床转化等在阿尔茨海默病的研究进展进行综述,为探索新型细胞死亡模式在阿尔茨海默病中的作用机制和药物靶点提供新视角。方法:由第一作者应用计算机检索1991-2024年中国知网和PubMed数据库收录的文献,最终纳入101篇文章进行综述分析。结果与结论:①细胞程序性死亡作为维持细胞正常更新和内环境稳态的必要调节途径,其中线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡等新型细胞程序性死亡是目前生命科学的热门研究领域。②线粒体自噬能够清除阿尔茨海默病神经元中受损线粒体,降低细胞内活性氧,恢复阿尔茨海默病中神经元细胞的能量代谢和信号转导,在调控神经元健康和功能中起着至关重要的作用。③铁死亡在阿尔茨海默病中的研究备受关注,能够通过胱氨酸/谷氨酸、铁代谢及多不饱和脂肪酸等多种途径调控阿尔茨海默病,从而影响Aβ沉积及Tau蛋白磷酸化,近期研究显示天然多酚、酸枣仁汤、茯苓酸和维生素E等可在阿尔茨海默病中抑制铁死亡。④铜死亡是涉及铜的依赖、脂酰化蛋白的积累以及铁硫簇蛋白减少的一种新型独特细胞死亡形式,其过量铜暴露可能会直接与Aβ斑块和淀粉样蛋白前体蛋白相互作用,加重阿尔茨海默病的认知障碍,目前铜死亡研究领域正兴起,作用机制尚未完全阐明。⑤双硫死亡作为一种新兴细胞程序死亡形式,由胱氨酸过量积累以及葡萄糖饥饿引起二硫化物应激,导致对与阿尔茨海默病有关的肌动蛋白骨架受损。⑥各类细胞程序性死亡模式在阿尔茨海默病发病机制中存在串联机制,形成了以自噬为核心的各类程序性死亡的相互作用网络,为多层次、多靶点调控阿尔茨海默病提供了巨大潜力,“自噬-坏死性凋亡-焦亡/铁死亡”之间的串扰网络机制共同调控阿尔茨海默病。⑦铜死亡和双硫死亡作为一种新的程序性死亡方式,目前在阿尔茨海默病中报导不够深入,未来仍然需要进一步的研究及持续关注。⑧由于线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡大多数研究都基于基础实验或生物信息学分析,缺乏大规模及长期的临床研究验证,未来需进一步深入探讨,以期为治疗阿尔茨海默病提供新思路和有效策略。

中药提取物调控铁死亡改善阿尔茨海默病的研究新进展

阿尔茨海默病(AD)是一种老年人群中常见的神经退行性疾病,其典型临床表现是进行性记忆障碍。铁死亡是近些年新兴起的潜在的生物学机制研究方向,是一种铁依赖性程序性细胞死亡方式,大量证据表明AD与大脑中的铁死亡密切相关,然而其参与AD的确切机制尚不清楚,其可能由铁代谢紊乱、脂质过氧化和氨基酸代谢诱导,从而影响大脑中铁离子的沉积。迄今为止,部分中药有效化学成分已被深入研究,例如红景天、远志、银杏、茯苓等,这些中药在靶向铁死亡治疗AD的过程中展现出了显著的效果。在此背景下,本综述系统阐述了大脑中铁的代谢、铁死亡的特点,并重点关注铁死亡代谢调控机制。同时,本文还讨论了铁死亡和AD的联系,并同时列举了中药的有效成分通过抑制铁死亡改善AD的药物,以期为今后铁死亡抑制剂的开发研究提供参考信息。

芦荟素减轻大鼠心肌细胞缺氧损伤:抑制氧化应激和铁死亡

背景:心肌细胞缺氧损伤与氧化应激和铁死亡密切有关。既往研究表明芦荟素具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种作用。目的:探讨芦荟素对缺氧诱导的H9C2细胞氧化应激及铁死亡的影响。方法:利用H9C2细胞构建缺氧模型,首先通过检测细胞活性,确定芦荟素无细胞毒性及最佳干预浓度。随后,利用试剂盒、超氧化物阴离子荧光探针及MitoSOX^(TM)Red荧光探针,分别评估芦荟素对缺氧诱导的H9C2细胞乳酸脱氢酶释放、活性氧产生以及线粒体氧化应激的影响。为了验证芦荟素对铁死亡的影响,采用荧光染色和流式细胞术,分别检测细胞内Fe^(2+)的含量和脂质过氧化程度。接着,利用蛋白免疫印迹和实时荧光定量PCR技术,检测铁死亡调节因子(谷胱甘肽过氧化物酶4、酰基辅酶A合成酶长链家族成员4和核因子E2相关因子2)的表达。最后,通过运用铁死亡诱导剂Erastin,进一步确认铁死亡在芦荟素介导心肌保护过程中的重要作用。结果与结论:(1)与对照组相比,缺氧组H9C2细胞活力显著降低,乳酸脱氢酶释放、活性氧水平、线粒体氧化应激程度、Fe^(2+)含量及脂质过氧化程度显著上升,谷胱甘肽过氧化物酶4、核因子E2相关因子2的mRNA和蛋白表达明显降低,酰基辅酶A合成酶长链家族成员4的mRNA和蛋白表达显著升高(均P<0.05);(2)与缺氧组比较,芦荟素低、高剂量组逆转了上述指标变化(均P<0.05);(3)与缺氧+芦荟素组相比,缺氧+芦荟素+Erastin组H9C2细胞活力明显下降,乳酸脱氢酶释放显著升高(均P<0.01)。结果表明,芦荟素对缺氧处理的H9C2细胞具有保护作用,且呈剂量依赖性,主要通过抑制氧化应激和铁死亡实现的。

黄芩素可缓解蛛网膜下腔出血后神经元的铁死亡

背景:铁死亡是一种区别于凋亡、坏死等新型细胞程序性死亡的方式,主要由累积的脂质过氧化引起,已被证实参与蛛网膜下腔出血后的病理过程。黄芩素是一种铁螯合剂,能够抑制脂质过氧化反应,但其在蛛网膜下腔出血后早期脑损伤中缓解神经元铁死亡的作用仍未明确。目的:探讨黄芩素治疗蛛网膜下腔出血后对神经元铁死亡的影响及机制。方法:提取孕16-17 d C57BL/6L胎鼠大脑皮质神经元细胞,运用血红蛋白刺激原代神经元模拟体外蛛网膜下腔出血模型。采用CCK-8法检测5,15,25,50,100μmol/L黄芩素作用24 h后原代神经元细胞的活力,确定黄芩素的最适浓度。然后将原代神经元细胞分为对照组、血红蛋白组、血红蛋白+黄芩素组,利用试剂盒检测细胞内活性氧和丙二醛水平,RT-PCR检测铁死亡相关标记物PTGS2、SLC7A11、谷胱甘肽过氧化物酶4的mRNA表达;进一步将原代神经元细胞分为对照组、SLC7A11抑制剂Erastin组、血红蛋白组、血红蛋白+黄芩素组、血红蛋白+黄芩素+Erastin组,Western blot检测铁死亡相关标记物SLC7A11和谷胱甘肽过氧化物酶4的蛋白表达。结果与结论:(1)选取25μmol/L黄芩素作为后续实验浓度;(2)与血红蛋白组相比,血红蛋白+黄芩素组丙二醛和活性氧水平显著下降(P <0.05);(3)与血红蛋白组相比,血红蛋白+黄芩素组PTGS2的m RNA表达显著下降,SLC7A11和谷胱甘肽过氧化物酶4的m RNA表达显著升高(P <0.000 1);(4)SLC7A11抑制剂Erastin能在一定程度上逆转黄芩素改善的铁死亡作用(P <0.05);(5)结果表明,黄芩素可通过SLC7A11/GPX4通路缓解蛛网膜下腔出血后神经元细胞的铁死亡。

预后营养指数对腹膜透析患者心血管疾病死亡的影响:一项多中心回顾性队列研究

背景心血管疾病(CVD)是腹膜透析(PD)患者死亡的主要原因,而营养不良是PD患者发生CVD及死亡的重要危险因素之一。预后营养指数(PNI)作为一种综合评估患者免疫、炎症和营养状态的指标,因其具有便利性与可靠性等优点,在肿瘤等多种疾病的预后评估中得到了广泛应用。然而,不同时间点的营养状态与PD患者预后之间的关系仍有待进一步探究。目的探讨PD患者首年PNI与CVD死亡之间的关系。方法本研究为多中心、回顾性观察性队列研究,纳入2000-01-01—2019-07-01在南方医科大学南方医院、南方医科大学顺德医院、佛山市第一人民医院以及赣州市人民医院4所中心置管并开始接受PD治疗的1640例PD患者作为研究对象。对患者进行随访,随访截止时间为2021-07-01,终点事件为CVD死亡并记录患者生存时间及具体死亡原因。应用限制性立方条图(RCS)分析PNI与PD患者CVD死亡风险之间的非线性关联;采用Kaplan-Meier法绘制PD患者的生存曲线,绘制PNI预测PD患者CVD死亡的受试者工作特征(ROC)曲线,并根据最佳截断值(cut-off=40.46)将患者分为低PNI组703例与高PNI组937例;采用Log-rank检验和Cox风险回归模型分析探讨PNI对PD患者CVD死亡的影响。结果本研究中位随访时间为30个月,随访期间共148例患者死亡,其中CVD死亡73例(49.32%)。RCS结果表明,PNI与CVD死亡事件呈线性关联(P for Nonlinear=0.655)。ROC曲线显示,PNI预测PD患者CVD死亡的曲线下面积(AUC)为0.717(95%CI=0.659~0.775,P<0.001),灵敏度为74.0%,特异度为58.6%。Kaplan-Meier生存分析结果显示,低PNI组CVD生存率低于高PNI组(χ^(2)=26.685,P<0.001)。多因素Cox风险回归模型分析,校正性别、年龄及CVD病史等混杂因素后,低PNI组仍是CVD死亡的独立预测因素(HR=7.76,95%CI=1.72~35.06,P=0.008),亚组分析结果仍稳健,无明显交互作用。结论PNI降低是PD患者CVD死亡的独立影响因素,PD首年PNI评分在评估PD患者预后有一定的指导意义。

高糖环境中程序性细胞死亡受体1抑制大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化

背景:程序性细胞死亡受体1(programmed death receptor-1,PD-1)在高糖环境下影响骨髓间充质干细胞成骨分化的作用机制尚不清楚。目的:探讨高糖环境中PD-1对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及其调控机制。方法:将大鼠骨髓间充质干细胞随机分为正常糖组(5.6 mmol/L)、高糖组(30 mmol/L)、PD-1过表达组、PD-1过表达空载组、PD-1敲低组、PD-1敲低空载组、PI3K/AKT通路抑制剂组(PD-1敲低+5μmol/L LY294002)。通过在高糖培养基中培养大鼠骨髓间充质干细胞来模拟体外糖尿病环境,采用qRT-PCR检测大鼠骨髓间充质干细胞中PD-1及其配体PD-L1和成骨标志物Runx2、OSX的mRNA表达,采用碱性磷酸酶染色和茜素红S染色观察成骨分化能力,采用CCK-8检测细胞增殖情况,采用Western blot检测PD-1、PD-L1、p-PI3K、p-AKT的蛋白表达。结果与结论:①高糖组PD-1及PD-L1表达显著高于正常糖组,高糖组骨髓间充质干细胞的成骨分化能力较正常糖组显著下降;②敲低PD-1表达可以促进骨髓间充质干细胞的成骨分化、增加细胞增殖活性,同时激活PI3K/AKT通路;③加入PI3K/AKT通路抑制剂LY294002后,骨髓间充质干细胞成骨分化能力显著下降。结果表明:PD-1依赖于PI3K/AKT信号通路抑制高糖环境下大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化。

鹿角多肽调控SLC7A11/GPX4轴抑制地塞米松诱导的成骨细胞铁死亡

背景:激素性股骨头坏死与成骨细胞铁死亡密切相关,鹿角多肽可以通过抑制成骨细胞铁死亡,促进成骨细胞的存活与功能的建立,具有治疗激素性股骨头坏死的潜力,但其对成骨细胞铁死亡的调控机制尚未明确。目的:探究鹿角多肽抑制地塞米松诱导成骨细胞铁死亡的作用机制。方法:①采用不同浓度梯度的鹿角多肽与地塞米松干预MC3T3-E114细胞,CCK-8法检测细胞活性,确定鹿角多肽与地塞米松的作用浓度;②采用不同质量浓度梯度鹿角多肽干预被地塞米松(800μmol/L)处理后的MC3T3-E114细胞,分为空白对照组、地塞米松组、地塞米松+鹿角多肽组,采用CCK-8法计算不同质量浓度鹿角多肽对地塞米松(800μmol/L)干预MC3T3-E114细胞增殖的影响;③借助试剂盒检测空白对照组、地塞米松组、地塞米松+鹿角多肽组中超氧化物歧化酶活性及谷胱甘肽、丙二醛、脂质过氧化物、细胞铁、活性氧含量的变化,并应用Western blot检测谷胱甘肽过氧化物酶4、溶质载体家族7成员11蛋白的表达,验证鹿角多肽抑制铁死亡的通路。结果与结论:①CCK-8法检测细胞活性,结果确定后续实验选择以鹿角多肽(10 mg/mL)和地塞米松(800μmol/L)干预MC3T3-E114细胞处理24 h;②地塞米松干预后,丙二醛、脂质过氧化物、细胞铁、活性氧含量均升高(P<0.01),谷胱甘肽含量、超氧化物歧化酶活性均降低(P<0.01),谷胱甘肽过氧化物酶4、溶质载体家族7成员11蛋白表达降低(P<0.05-0.01);鹿角多肽干预后,上述各指标变化明显被逆转(P<0.05-0.01);③结果表明,鹿角多肽可能通过调控溶质载体家族7成员11/谷胱甘肽过氧化物酶4轴抑制成骨细胞铁死亡,发挥对激素性股骨头坏死的治疗作用。

铁死亡与周围神经损伤的关系

背景:研究已证实铁死亡与多种神经系统疾病的发生机制密切相关,但铁死亡和周围神经损伤后的病理生理机制有待进一步研究和阐明。目的:综述细胞铁死亡在治疗周围神经损伤进程中的相关作用与作用机制。方法:检索CNKI、PubMed等数据库建库至2024年5月期间铁死亡与周围神经系统损伤的相关文献,检索词为“ferroptosis,Peripheral nerve injury,Antioxidant defense system,Schwann cells,Macrophage,Neuroinflammation,Neuropathic pain”和“铁死亡,周围神经损伤,抗氧化防御系统,施万细胞,巨噬细胞,神经炎症,神经性疼痛”,最终纳入60篇文献进行分析。结果与结论:铁死亡的发生与细胞内铁代谢异常、活性氧积累及脂质过氧化密切相关。周围神经损伤后施万细胞和巨噬细胞均发生铁死亡,导致微环境变化,并且进一步诱导神经炎症及神经疼痛等疾病的发生。越来越多的研究表明神经损伤与铁死亡密切相关,抑制铁死亡可以促进周围神经损伤后的组织修复及功能恢复,因此,研究周围神经损伤细胞铁死亡的发生机制及调节有着重要意义。目前对铁死亡与周围神经损伤后的作用和调控研究仍处于起步阶段,需要进行更深入的研究,为促进周围神经损伤后修复提供更多的策略。

程序性细胞死亡受体1影响高糖条件下成骨细胞分化的机制

背景:程序性细胞死亡受体1属于免疫球蛋白基因超家族,可以调控成骨细胞分化、影响骨稳态,然而其在糖尿病性骨质疏松中的调控作用及机制尚不明确。目的:探讨程序性细胞死亡受体1对高糖环境下大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的调控作用及机制。方法:①动物实验:采用随机数字法将12只SD大鼠随机分为对照组(n=6)与模型组(n=6),对照组常规喂养,模型组腹腔注射链脲佐菌素建立1型糖尿病模型,高脂饲料喂养8周建立1型糖尿病性骨质疏松模型。喂养8周后,取2组大鼠股骨,分别进行苏木精-伊红染色、micro-CT检测与程序性细胞死亡受体1、程序性细胞死亡配体1 mNRA表达。②细胞实验:将第3代大鼠骨髓间充质干细胞随机分4组处理:正常对照组、高糖模型组加入低糖培养基,PD-1沉默组转染程序性细胞死亡受体1 siRNA,PD-1沉默空载组转染siRNA-NC。转染48 h后,正常对照组更换为新的低糖培养基,高糖模型组、PD-1沉默组、PD-1沉默空载组更换为高糖培养基,培养48 h后进行成骨诱导培养。成骨诱导21 d后,分别进行茜素红染色、qRT-PCR(程序性细胞死亡受体1、RUNX2 mRNA表达)与Western blot(β-catenin、GSK-3β、p-GSK-3β与Axin2蛋白表达)检测。结果与结论:①动物实验:苏木精-伊红染色与micro-CT检测结果显示,模型组大鼠1型糖尿病骨质疏松造模成功。qRT-PCR检测结果显示,模型组程序性细胞死亡受体1、程序性细胞死亡配体1 mRNA表达均高于对照组(P<0.05)。②细胞实验:茜素红染色结果显示,高糖模型组、PD-1沉默空载组矿化结节形成能力低于对照组、PD-1沉默组。与正常对照组比较,高糖模型组、PD-1沉默空载组程序性细胞死亡受体1 mRNA表达及GSK3β、Axin2蛋白表达均升高(P<0.05),RUNX2 mRNA表达及p-GSK3β、β-catenin蛋白表达均降低(P<0.05);与高糖模型组、PD-1沉默空载组比较,PD-1沉默组程序性细胞死亡受体1 mRNA表达及GSK3β、Axin2蛋白表达均降低(P<0.05),RUNX2 mRNA表达及p-GSK3β、β-catenin蛋白表达均升高(P<0.05)。③结果表明:沉默程序性细胞死亡受体1表达可通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进高糖条件下大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化。

三七总皂苷调控破骨细胞外泌体中差异miRNA表达抑制成骨细胞铁死亡

背景:激素性股骨头坏死多是由于长期大量使用激素所致,但具体的发病机制尚未明确,有待于进一步研究。目的:筛选出三七总皂苷干预破骨细胞来源外泌体中的差异miRNA,在此基础上构建成骨相关铁死亡调控网络,以探索激素性股骨头坏死发生的潜在机制及研究方向。方法:MTT实验检测不同浓度地塞米松和不同质量浓度三七总皂苷对Raw264.7细胞系的毒性作用;抗酒石酸酸性磷酸酶染色和TUNEL染色检测三七总皂苷对破骨细胞抑制和凋亡的影响;从三七总皂苷干预的破骨细胞中提取外泌体,对外泌体进行测序找出差异表达miRNA,通过CytoScape 3.9.1构建并可视化差异表达的miRNA与mRNA间的调控网络;通过GO分析和KEGG分析筛选候选mRNA;最后筛选出铁死亡相关的差异基因,构建铁死亡相关基因的调控网络。结果与结论:①通过MTT实验确定了适合干预Raw264.7细胞的地塞米松浓度(0.1μmol/L)和三七总皂苷质量浓度(1736.85μg/mL);②三七总皂苷对破骨细胞有抑制作用并能促进其凋亡;③从破骨细胞来源外泌体样本中鉴定出20个差异miRNA,通过靶标mRNA预测出11种成骨相关的差异miRNA,并构建了4个上调的差异表达miRNA对应于155个下调的候选mRNA以及7个下调的差异表达miRNA对应于238个上调的候选mRNA的调控网络;④在差异基因中筛选出与铁死亡相关的基因24个,最终构建了12个网络(miR-98-5p/PTGS2,miR-23b-3p/PTGS2,miR-425-5p/TFRC,miR-133a-3p/TFRC,miR-185-5p/TFRC,miR-23b-3p/NFE2L2,miR-23b-3p/LAMP2,miR-98-5p/LAMP2,miR-182-5p/LAMP2,miR-182-5p/TLR4,miR-23b-3p/ZFP36,miR-182-5p/ZFP36)。这些结果表明三七总皂苷可能通过调控破骨细胞外泌体来源miRNA的表达来调节成骨细胞铁死亡,为激素性股骨头坏死的机制研究提供新的思路。

脑血管病急性期血尿酸/血肌酐比值与脑血管事件复发及死亡的关系:一项前瞻性队列研究

背景脑卒中在世界各地有较高的死亡率和复发率。血尿酸(SUA)是嘌呤代谢的产物,已被认为是心脑血管病的危险因素。血尿酸/血肌酐比值(SUA/Scr)是代表肾功能标准化的SUA,目前有关SUA/Scr在急性脑血管病中的作用仍有争议。目的探讨脑血管病急性期SUA/Scr与脑血管事件复发和死亡的关系。方法本研究为前瞻性队列研究,选取2006年9月—2019年9月天津市环湖医院连续收治的首次发生脑血管事件的13313例患者为研究队列,并对患者进行随访,随访截至2020年9月。随访方式为门诊及电话相结合。随访主要终点事件为全因死亡,次要终点事件为脑血管事件复发、心血管事件复发、其他血管事件发生(如下肢动静脉栓塞)。采用Cox比例风险回归模型探究SUA/Scr与脑血管事件复发与死亡的关系。结果根据脑血管病急性期SUA/Scr四分位数,将患者分为Q1组(SUA/Scr≤3.16,n=3520)、Q2组(3.16<SUA/Scr≤3.94,n=3280)、Q3组(3.94<SUA/Scr≤4.92,n=3270)、Q4组(SUA/Scr>4.92,n=3243)。截至随访结束,774例(5.8%)患者死亡,2064例(15.5%)患者复发脑血管事件。脑血管病急性期SUA/Scr位于Q1~Q4的患者中,男性复发脑血管病的例数依次为302、375、408、337例,女性依次为99、125、169、249例;男性复发脑梗死的例数依次为261、314、345、283例,女性依次为90、101、142、205例;男性复发大动脉粥样硬化型脑梗死的例数依次为154、191、214、183例,女性依次为58、52、45、31例;男性全因死亡的例数依次为165、128、131、88例,女性依次为57、63、62、80例;男性因脑梗死死亡的例数依次为93、72、70、46例,女性依次为31、33、36、44例;男性因大动脉粥样硬化型脑梗死死亡的例数依次为58、52、45、31例,女性依次为17、18、27、24例。调整多项混杂因素后,SUA/Scr位于Q4相较于Q1是男性急性脑梗死复发的影响因素(HR=0.690,95%CI=0.500~0.953,P=0.026);SUA/Scr位于Q4相较于Q1是男性脑梗死亚组患者大动脉粥样硬化型脑梗死复发的影响因素(HR=0.740,95%CI=0.578~0.947,P=0.017)。SUA/Scr位于Q4相较于Q1是男性全因死亡、因脑梗死死亡的影响因素(HR=0.575,95%CI=0.368~0.901,P=0.003;HR=0.610,95%CI=0.353~0.814,P=0.011)。SUA/Scr位于Q3、Q4相较于Q1是男性出院后死亡的影响因素(HR=0.656,95%CI=0.476~0.904,P=0.010;HR=0.582,95%CI=0.409~0.829,P=0.001)。SUA/Scr位于Q4相较于Q1是男性脑梗死亚组患者因大动脉粥样硬化型脑梗死死亡的影响因素(HR=0.580,95%CI=0.386~0.873,P=0.007)。结论一定范围内,脑血管病急性期SUA/Scr升高对男性患者脑血管事件复发及死亡有一定的保护作用,低SUA/Scr与男性大动脉粥样硬化型脑梗死的死亡和复发风险升高有关,但与小动脉闭塞型脑梗死和心源性卒中复发和死亡无关。在女性患者中没有观察到SUA/Scr与脑血管事件复发及死亡的关系。

基于干性指数模型对肉瘤预后、免疫浸润和铁死亡调控的分析

背景:干性指数可能与肉瘤预后、免疫浸润有关,但具体调控机制与特征基因尚不清楚。目的:利用基因干性指数模型探究肉瘤干细胞与患者预后和免疫浸润的关系,并识别肉瘤干细胞铁死亡特征基因。方法:从癌症基因组图谱(TCGA)中获取肉瘤RNA测序数据及相关临床信息。利用肉瘤干性指数,对获取的肉瘤RNA测序数据进行分组。利用生存数据进行组间预后情况分析,获取组间差异表达基因后进行通路富集和免疫浸润分析。获得铁死亡相关差异基因,构建蛋白互作网络并进行预后相关性分析。培养横纹肌肉瘤细胞系,分为贴壁细胞组和干细胞组,贴壁细胞组不予任何干预,干细胞组通过无血清培养处理以诱导横纹肌肉瘤干细胞富集,qRT-PCR验证干细胞相关标志物、铁死亡相关差异基因以及铁死亡相关标志物的mRNA表达。结果与结论:①以干性指数中位数为界将患者分成高干性指数组和低干性指数组,通过患病风险预测显示高干性指数组患者的无进展生存期低于低干性指数组,提示预后不佳;②GO、KEGG分析显示肉瘤高、低干性指数组差异表达基因参与不同的细胞通路;高干性指数组和低干性指数组之间免疫浸润存在差异;差异基因中有23个铁死亡相关基因,其中9个可构成相关性较强的蛋白互作网络,其中IDO1、IFNG、AQP5高表达的肉瘤患者预后更好,CA9高表达的肉瘤患者预后不佳;③qRT-PCR结果显示,与贴壁细胞组相比,干细胞组干细胞相关标志物NANOG、SOX2和OCT4 mRNA表达显著升高(P<0.05);与贴壁细胞组相比,干细胞组铁死亡相关标志物SLC7A11的mRNA表达显著降低(P<0.05),ACSL4、GPX4、FTH1和COX2的mRNA表达显著升高(P<0.05);与贴壁细胞组相比,干细胞组差异基因CA9的mRNA表达显著降低,IDO1、IFNG、AQP5的mRNA表达显著升高(P<0.05)。经上述生物信息学分析与实验验证,干细胞与肉瘤生存、铁死亡过程密切相关,CA9、IDO1、IFNG、AQP5在肉瘤干细胞中异常表达,可能成为肉瘤诊断标志物和治疗新靶点。

铁死亡在新生儿缺氧缺血性脑损伤中的作用机制研究进展

新生儿缺氧缺血性脑损伤(HIBD)是新生儿期神经系统损伤的常见原因之一,易导致新生儿高致残率、高死亡率,其发病机制复杂且在临床上无特异性治疗方法。铁死亡作为近年新发现的一种非凋亡性细胞死亡类型,受到广泛关注并逐渐成为研究热点。关于铁死亡与新生儿HIBD的研究逐年增多,大量研究表明铁死亡与新生儿HIBD的发生、发展密切相关。并且,有研究指出维生素K2,特别是甲萘醌-4(MK-4)可以通过抑制铁死亡发挥其神经保护作用。本文简要综述铁死亡在新生儿HIBD及小胶质细胞中的作用机制,并展望维生素K2,特别是MK-4通过抑制铁死亡改善新生儿HIBD预后的可能,以期提供一种更加经济、安全且更具针对性的治疗方式。

通脉开窍丸治疗血管性痴呆模型大鼠海马区神经元的铁死亡变化

背景:研究表明铁死亡与血管性痴呆存在密切联系,通脉开窍丸对于改善血管性痴呆患者的认知功能有一定疗效,但其作用机制不明确。目的:基于核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid-2 related factor 2,Nrf2)/血红素氧合酶1(heme oxygenase-1,HO-1)/谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)信号通路调控铁死亡探讨通脉开窍丸对血管性痴呆干预作用以及分子机制。方法:84只雄性SD大鼠,其中12只大鼠用作假手术组,其余大鼠用改良2-VO法制备成血管性痴呆的模型,成模后随机分为模型组、通脉开窍丸高、中、低剂量(27.6,13.8,6.9 g/kg)组、联合组[通脉开窍丸高剂量+ML385(20 mg/kg)]、盐酸多奈哌齐组(0.45 mg/kg),灌胃给药1次/d,联合组同时腹腔注射Nrf2抑制剂ML385,1次/d,连续4周。采用Morris水迷宫检测大鼠的学习记忆能力;苏木精-伊红染色观察各组大鼠海马组织中神经元病理学变化;比色法试剂盒检测大鼠血清中还原型谷胱甘肽、Fe^(2+)、丙二醛的浓度;普鲁士蓝染色法检测大鼠海马组织中铁沉积情况;透射电镜观察大鼠海马组织中神经元线粒体超微结构变化;蛋白免疫印迹法检测大鼠海马神经元Nrf2、HO-1、GPX4、XCT、铁蛋白重链1(ferritin heavy chain 1,FTH1)蛋白的表达。结果与结论:(1)与假手术相比,模型组大鼠逃避潜伏期时间明显延长(P<0.05),穿越平台次数明显减少(P<0.05);海马组织松散,神经元细胞核深染,染色质固缩甚至裂解;CA1区铁离子聚集;线粒体萎缩变小,线粒体嵴溶解消失,线粒体膜密度增厚;血清中Fe^(2+)、丙二醛水平上升,还原型谷胱甘肽水平下降(P<0.05);海马组织GPX4、HO-1、XCT、Nrf2、FTH1蛋白表达显著降低(P<0.05)。(2)与模型组相比,通脉开窍丸各剂量组和盐酸多奈哌齐组大鼠平均逃避潜伏期均明显缩短(P<0.05),穿越平台次数增加(P<0.05);海马神经元恢复明显,CA1区神经元铁离子聚集明显减少,线粒体结构和功能好转;血清Fe^(2+)、丙二醛水平显著降低(P<0.05),血清还原型谷胱甘肽浓度及海马组织中GPX4,HO-1,XCT,Nrf2,FTH1蛋白表达显著升高(P<0.05)。(3)与通脉开窍丸高剂量组相比,盐酸多奈哌齐组治疗效果差异无显著性意义(P>0.05),联合组大鼠水迷宫逃避潜伏期时间延长(P<0.05),穿越平台次数减少(P<0.05),大鼠CA1区神经元病理改变情况不明显,铁沉淀增加,血清中丙二醛、Fe^(2+)浓度增加(P<0.05),还原型谷胱甘肽浓度减少(P<0.05),海马组织神经元线粒体萎缩变小,且Nrf2、XCT、HO-1、GPX4、FTH1蛋白的表达减少(P<0.05)。在一定范围内,通脉开窍丸剂量越高效果越好,且高剂量治疗效果不亚于盐酸多奈哌齐。(4)结果说明,通脉开窍丸可以减轻大鼠海马组织神经元病理改变,改善血管性痴呆大鼠的认知功能,其作用机制可能与Nrf2/HO-1/GPX4信号通路的激活抑制铁死亡有关。

缺血性脑卒中铁死亡特征基因NFE2L2的鉴定与验证

背景:铁死亡与缺血性脑卒中的发病密切相关,靶向铁死亡是一种治疗缺血性脑卒中有前景的方案,但具体调控靶点尚不明确。目的:通过生物信息学和机器学习方法筛选缺血性脑卒中铁死亡相关特征基因,并通过细胞实验进行验证,探讨铁死亡在缺血性脑卒中的作用。方法:基于GEO数据库和FerrDb数据库选取符合条件的缺血性脑卒中相关数据集和铁死亡表达数据集,通过t检验筛选铁死亡相关差异基因。对铁死亡相关差异基因进行GO功能富集分析与KEGG信号通路富集分析。通过PPI网络分析和机器学习筛选缺血性脑卒中铁死亡的特征基因,利用ROC分析和GSEA分析探究特征基因的准确性和生物功能。然后进行细胞实验,将HT22细胞分为对照组与缺血性脑卒中组,对照组不作任何干预,缺血性脑卒中组加入0.1 mol/L的H_(2)O_(2)干预24 h诱导细胞氧化应激和铁死亡,通过实时荧光定量RT-PCR和Western Blot验证铁死亡的发生和特征基因表达。结果与结论:(1)共获取45个铁死亡相关差异基因,GO和KEGG富集分析发现差异基因与氧化应激、自噬、铁死亡、脂肪细胞因子信号通路和线粒体代谢密切相关。(2)通过PPI网络中的MCODE插件和cytoHubba插件与机器学习中的LASSO算法和SVM-RFE算法共鉴定出1个铁死亡特征基因核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,NFE2L2)。(3)对NFE2L2进行ROC曲线分析,发现在训练集和验证集中构建的诊断预测模型具有良好的准确性与特异性;对NFE2L2进行GSEA分析,发现特征基因通过免疫、炎症反应、氨基酸代谢及神经因子调控等方面参与缺血性脑卒中发病机制的调控。(4)细胞实验的RT-PCR和Western Blot分析表明,与对照组对比,缺血性脑卒中组中的酰基辅酶A合成酶长链家族成员4 mRNA和蛋白表达水平显著增高(P<0.05),谷胱甘肽过氧化物酶4 mRNA和蛋白表达水平显著降低(P<0.05);与对照组对比,缺血性脑卒中组中特征基因NFE2L2 mRNA和蛋白表达水平显著增高(P<0.05)。(5)上述结果证实,缺血性脑卒中与铁死亡密切相关,靶向特征基因NFE2L2可以为研究和治疗缺血性脑卒中提供一定的思路与方向。

铁死亡与骨质疏松症

背景:已证实铁死亡与多种骨骼肌肉疾病密切相关,例如类风湿关节炎、骨肉瘤、骨质疏松症等。而铁死亡和骨质疏松症的病理生理机制有待进一步研究和阐明,以拓宽对铁代谢和骨质疏松症的认识,为今后阐明骨质疏松的新机制、开发治疗骨质疏松的新技术和新药提供研究思路。目的:对铁死亡在骨质疏松症中的研究现状展开综述,为未来研究骨质疏松症的具体分子机制提供一条新方向,为骨质疏松症的治疗策略提供更有效、更好的选择。方法:由第一作者应用计算机检索2000-2024年出版的文献,以“铁死亡,铁代谢,骨质疏松,成骨细胞,破骨细胞,骨代谢,信号通路,肌肉骨骼,综述”等为中文检索词检索中国知网、万方和维普数据库;以“ferroptosis,iron metabolism,osteoporosis,osteoblast,osteoclast,bone metabolism,signal pathway,musculoskeletal,review”等为英文检索词检索PubMed数据库,按照入选标准最终共纳入68篇文献。结果与结论:①铁死亡是近年来发现的一种新的细胞死亡类型,通常伴随着细胞死亡过程中的大量铁积累和脂质过氧化,其发生具有铁依赖性,这与目前研究较热的几种细胞死亡方式(例如细胞焦亡、坏死性凋亡、铜死亡、自噬)有明显的区别。②细胞内铁稳态表现为铁的吸收、输出、利用和储存之间的平衡。人体的铁调节系统包括全身调节和细胞内调节,系统调节的主要因子是肝分泌产生的铁调节激素,细胞调节依赖于铁调节蛋白/铁反应元件系统;当然,细胞内铁稳态还可以由其他因素控制,例如缺氧、细胞因子和激素等。③脂质过氧化反应会对生物膜(质膜和内部细胞器膜)、脂蛋白和其他含脂质的分子造成氧化损伤。多不饱和脂肪酸磷脂是脂质过氧化的重要靶点,游离多不饱和脂肪酸是脂质氧化的重要底物,可与磷脂双分子层结合,导致过度氧化,从而引发脂质凋亡。④多项研究表明,通过不同的方式使成骨细胞铁超载,致细胞内不稳定的亚铁不断积累并产生活性氧和脂质过氧化物,造成成骨细胞铁死亡,最终引起骨形成减少影响骨稳态发生骨质疏松。⑤破骨细胞是由单核巨噬细胞系或骨髓间充质干细胞在核因子κB配体受体激活因子诱导下融合形成的大型多核细胞,具有骨吸收功能。铁离子可通过产生细胞内脂质活性氧促进破骨细胞分化和骨吸收,而铁螯合剂在体外可以抑制破骨细胞形成进而影响骨质疏松症的发生发展。

阿尔茨海默病NK细胞与铜死亡的相关基因分析

背景:阿尔茨海默病的免疫相关致病机制尚不明确,通过生物信息学探讨阿尔茨海默病患者NK细胞与铜死亡机制的相关性,可为研究阿尔茨海默病的发生发展提供新方向。目的:使用生物信息学分析方法筛选阿尔茨海默病患者外周血中NK细胞与铜死亡相关的关键基因,并在临床标本水平加以验证。方法:利用GEO在线数据库筛选阿尔茨海默病患者外周血转录组差异表达基因和NK细胞相关基因,与已报告的铜死亡因子取交集,获取差异表达的铜死亡相关基因;接着采用RT-qPCR技术对基因相对表达量进行实验验证,实验样本来自于安徽省立医院神经内科2021-2023年住院患者的外周血,按照纳排标准纳入疾病组30例及对照组20例。后续进一步使用在线GeneMANIA网站构建蛋白质-蛋白质互作网络;利用R语言进行免疫浸润分析;基于ENCODE数据库进行转录因子预测。结果与结论:①利用GSE63060数据集中阿尔茨海默病患者外周血转录组差异表达基因、GSE168522数据集中NK细胞相关基因、已报告的铜死亡基因,应用在线韦恩图工具、LASSO算法及随机森林机器学习方法筛选获取4个差异表达的铜死亡相关基因:铁氧还原蛋白1(ferredoxin 1,FDX1)、铜离子转运ATP酶a肽(ATPase Cu^(2+)transporting alpha polypeptide,ATP7A)、丙酮酸脱氢酶β(pyruvate dehydrogenase El subunit beta,PDHB)和二氢硫辛酰胺琥珀酰转移酶(dihydrolipoamide succinyltransferase,DLST)。②临床样本实验验证,FDX1和ATP7A在阿尔茨海默病患者外周血中表达上调(P<0.001),且在载脂蛋白E4不同基因型中呈差异性表达(P<0.01,P<0.001);PDHB和DLST在阿尔茨海默病患者外周血中表达下调(P<0.001),在载脂蛋白E4不同基因型中表达无显著性意义(P>0.05)。③蛋白质-蛋白质互作网络发现20种功能蛋白与关键基因相关联,免疫浸润分析结果验证了关键基因与12个免疫细胞具有显著相关性(以P<0.05为具有相关性)。④生物信息学分析与实验验证结果提示,FDX1,ATP7A,PDHB和DLST基因在阿尔茨海默病中存在差异性表达,这4个基因在阿尔茨海默病外周血的NK细胞中可能通过铜死亡机制参与了疾病的发生发展,文章结果为阿尔茨海默病的诊断及治疗提供了潜在的靶点。

1990—2019年中国三种肠道传染病发病和死亡趋势分析及预测研究

背景肠道传染病是常见的传染性疾病之一,分析和预测其流行现状能够为肠道传染病的防治提供一定的参考。目的了解1990—2019年中国腹泻病、伤寒与副伤寒和侵袭性非伤寒沙门菌肠道感染3种肠道传染病的发病和死亡情况,并预测2020—2030年其发病率和死亡率,为肠道传染病的防控提供参考。方法基于2019全球疾病负担研究数据库(GBD),收集1990—2019年中国腹泻病、伤寒与副伤寒和侵袭性非伤寒沙门菌肠道感染3种肠道传染病的发病和死亡数据,根据变化率(%)和年估计百分比(EAPC)分析以上3种肠道感染疾病的变化趋势。利用自回归移动平均模型(ARIMA)预测2020—2030年中国以上3种肠道传染病的发病率和死亡率。结果1990—2019年腹泻病的发病率变化无统计学意义(EAPC=0.09,P>0.05),而伤寒与副伤寒和侵袭性非伤寒沙门菌肠道感染的发病率均呈下降趋势(EAPC分别为-4.0%、-0.64%,P<0.05)。1990—2019年腹泻病、伤寒与副伤寒和侵袭性非伤寒沙门菌肠道感染的死亡率均呈下降趋势(EAPC分别为-8.39%、-3.38%、-1.87%,P<0.05)。在各年龄组中,2019年≥70岁人群腹泻病的发病率在各年龄组中最高,且呈上升趋势(EAPC=0.27,P<0.05)。1990—2019年所有年龄组以上3种肠道传染病的死亡率均呈下降趋势(P<0.05)。ARIMA模型预测结果显示,2020—2030年我国腹泻病发病率呈上升趋势,伤寒与副伤寒和侵袭性非伤寒沙门菌的发病率呈下降趋势,预计以上3种疾病的发病率分别为58793.04/10万、5.26/10万、0.447/10万。此外,2020—2030年我国腹泻病、伤寒与副伤寒和侵袭性非伤寒沙门菌的死亡率均呈下降趋势,预计2030年以上3种疾病的死亡率分别为0.214/10万、0.039/10万、0.026/10万。结论2030年我国腹泻病、伤寒与副伤寒和侵袭性非伤寒沙门菌肠道感染的死亡率呈下降趋势;除腹泻病的发病率呈上升趋势外,其余两种疾病的发病率呈下降趋势,提示政府及相关卫生部门应当重视关注腹泻病,并针对不同人群采取不同防控措施。

毛蕊花糖苷抑制Erastin诱导的多巴胺能神经细胞系MN9D细胞铁死亡

背景:近年越来越多的研究证实多巴胺能神经元细胞铁死亡参与了帕金森病的发病,毛蕊花糖苷目前被证实具有抗氧化、抗炎和神经保护作用。目的:探讨毛蕊花糖苷对Erastin诱导的MN9D细胞铁死亡的保护效果及作用机制。方法:以MN9D细胞为研究对象,分为对照组、模型组(20μmol/L Erastin组)、Erastin+1μg/mL毛蕊花糖苷组、Erastin+5μg/mL毛蕊花糖苷组、Erastin+10μg/mL毛蕊花糖苷组。MN9D细胞在CO_(2)恒温培养箱中培养24 h,然后用不同质量浓度毛蕊花糖苷预处理8 h,再加入20μmol/L Erastin诱导24 h后,采用ELISA法检测还原型谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、总铁离子、丙二醛水平,免疫组织化学法检测酪氨酸羟化酶的表达,Western blot法检测酪氨酸羟化酶、核因子红细胞-2相关因子2、血红素加氧酶1、谷胱甘肽过氧化物酶4蛋白表达。结果与结论:(1)与对照组相比,模型组还原型谷胱甘肽、超氧化物歧化酶水平明显减少(P<0.05),丙二醛和总铁离子水平明显增加(P<0.05);与模型组相比,毛蕊花糖苷1,5,10μg/mL组还原型谷胱甘肽、超氧化物歧化酶水平明显增加(P<0.05),丙二醛和总铁离子水平明减少(P<0.05);(2)与对照组相比,模型组酪氨酸羟化酶阳性细胞面积明显减少(P<0.05);与模型组相比,毛蕊花糖苷1,5,10μg/mL组酪氨酸羟化酶阳性细胞面积明显增加(P<0.05);(3)与对照组相比,模型组酪氨酸羟化酶、核因子红细胞-2相关因子2、血红素加氧酶1、谷胱甘肽过氧化物酶4的蛋白表达明显减少(P<0.05);与模型组相比,毛蕊花糖苷1,5,10μg/mL组酪氨酸羟化酶、核因子红细胞-2相关因子2、血红素加氧酶1、谷胱甘肽过氧化物酶4的蛋白表达明显增加(P<0.05)。结果提示:毛蕊花糖苷对Erastin诱导的MN9D细胞铁死亡具有明显的抑制作用,其机制可能通过作用于核因子红细胞-2相关因子2/血红素加氧酶1/谷胱甘肽过氧化物酶4通路实现的。