铁稳态、铁死亡与心血管疾病

心血管疾病是是当今人类病死的主要原因,哺乳动物心脏和血管细胞维持心血管系统的结构和稳态,因此细胞死亡对于心脏和血管稳态的发展至关重要。铁死亡是一种基于铁驱动的脂质过氧化机制的调节性细胞死亡,广泛参与了应激诱导的心脏和血管细胞的细胞死亡。在铁的催化下,细胞内脂质氢过氧化物代谢的紊乱导致谷胱甘肽过氧化物酶4失活,从而破坏氧化还原动态平衡,最终触发细胞死亡。氨基酸、铁、脂及其相关途径的代谢被认为是铁死亡的特异性生物标志物。铁死亡在动脉粥样硬化、主动脉夹层、动脉瘤、缺血再灌注、脑梗死、心力衰竭、心肌缺血再灌注损伤、心肌病、肺动脉高压、钙化性血管和瓣膜疾病等心血管疾病的病理、生理过程中起重要作用。

微囊蛋白-1调节铁死亡介导的线粒体稳态改善2型糖尿病伴高血压的肾功能损伤

目的探究微囊蛋白-1(caveolin-1,Cav-1)通过调节铁死亡介导的线粒体稳态来对2型糖尿病(T2DM)伴发高血压大鼠肾功能损伤的改善作用。方法于2021年5月至2022年5月采用自发性高血压大鼠(SHR)建立T2DM大鼠模型,将大鼠按随机数字表法分为对照组、SHR+T2DM组、pCDNA3.1(+)-NC组和pCDNA3.1(+)-Cav-1组,每组10只。测定大鼠收缩压、空腹血糖值(FBG)、空腹胰岛素(FINS)、糖化血红蛋白(GHbA1C)浓度、评价胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、血肌酐、尿素氮含量,并计算尿清蛋白与肌酐比值(UACR)HE染色检测肾组织病理学变化;检测肾组织中亚铁离子(Fe^(2+))、丙二醛含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性;二氢乙锭(DHE)荧光染色法检测肾组织中活性氧水平;线粒体膜电位荧光探针(JC-1法)检测肾组织中线粒体膜电位(MMP)水平;蛋白质印迹法检测肾组织中谷胱甘肽过氧化酶4(GPX4)、x-CT蛋白表达。结果SHR+T2DM组收缩压(189.46±7.51)mmHg、FBG(23.46±1.28)mmol/L、FINS(1.62±0.15)mU/L、HOME-IR(1.52±0.13)、GHbA1C(689.31±45.81)nmol/L、血肌酐(83.69±4.25)mmol/L、尿素氮(19.32±2.54)mmol/L、UACR(76.51±8.09)、Fe^(2+)(0.45±0.05)mg/g、丙二醛(58.32±3.26)nmol/L、活性氧含量23.46±1.84均高于对照组[(110.34±5.26)mmHg、(5.12±0.94)mmol/L、(0.68±0.07)mU/L、0.31±0.04、(310.48±23.26)nmol/L、(32.08±3.61)mmol/L、(6.89±1.86)mmol/L、8.31±0.94、(0.13±0.02)mg/g、(15.68±2.15)nmol/L、1.31±0.23],SOD活性(11.56±1.62)U/mg、MMP水平0.25±0.03、GPX4(0.35±0.04)和x-CT蛋白0.51±0.06表达均低于对照组[(35.61±2.17)U/mg、0.62±0.08、1.00±0.10、1.00±0.09](P<0.05);和SHR+T2DM组相比,pCDNA3.1(+)-Cav-1组收缩压(136.27±6.09)mmHg、FBG(10.37±1.05)mmol/L、FINS(0.91±0.10)mU/L、HOME-IR(0.64±0.08)、GHbA1C(426.17±25.94)nmol/L、血肌酐(51.36±3.87)mmol/L、尿素氮(10.71±2.18)mmol/L、UACR(38.62±4.18)、Fe^(2+)(0.18±0.03)mg/g、丙二醛(21.39±2.64)nmol/L、活性氧含量5.47±1.06均明显降低,SOD活性(29.83±1.94)U/mg、MMP水平0.51±0.06、GPX4(0.86±0.09)和x-CT蛋白0.91±0.08表达升高(P<0.05)。结论Cav-1可通过抑制铁死亡来维持线粒体功能的稳态,进而对T2DM合并SHR大鼠的肾组织发挥保护作用。

基于细胞程序性死亡探讨中药治疗子宫内膜异位症研究进展

子宫内膜异位症(endometriosis,EMs)是一种临床上常见的炎症性、免疫性和激素依赖性疾病。该疾病的机制尚未完全确定,近年来发现细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)在EMs的发生发展中起到重要作用。PCD是一种由基因调控的自主细胞死亡行为,包括:凋亡、自噬、焦亡、铁死亡和坏死性凋亡。在凋亡中,中药主要通过上调caspase-3表达,增强异位内膜的凋亡干预EMs进展。自噬过程中,中药可以抑制PI3K-AKT-mTOR通路促进异位病灶的自噬,也可以下调Beclin-1、p62水平抑制正常内膜细胞自噬。焦亡是依赖caspase引起以炎症反应为主的死亡方式,而产生的炎症环境可能也是影响EMs的原因,中药可通过抑制炎症因子的释放而治疗疾病。铁死亡反应中,中药可以增强细胞抗氧化能力而对抗铁死亡。坏死性凋亡是一种高度免疫原性的细胞死亡模式,迄今为止还未有研究探讨其在EMs中的作用机制,感染是引发此反应的条件之一,而EMs会使体内处于慢性炎症状态,因此推断坏死性凋亡也影响着疾病的发生发展。故该文对国内外应用中药干预PCD治疗EMs的相关研究进行综述,并探讨中药及其有效成分调控PCD治疗EMs作用机制。

参松养心胶囊通过铁死亡途径保护心肌缺血再灌注损伤研究

目的探究参松养心胶囊对心肌缺血再灌注损伤的保护作用及其机制。方法实验设对照组、糖氧剥夺/复氧组、糖氧剥夺/复氧+参松养心低剂量组、糖氧剥夺/复氧+参松养心中剂量组、糖氧剥夺/复氧+参松养心高剂量组。对照组H9c2细胞常规培养,其余组H9c2细胞均进行糖氧剥夺/复氧造模模拟心肌细胞缺血再灌注损伤,糖氧剥夺/复氧+参松养心低、中、高剂量组在造模前加入浓度为0.25μg/mL、0.5μg/mL、1.0μg/mL的参松养心胶囊悬液培养24 h。采用MTT法检测细胞存活率,试剂盒检测细胞中活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)及Fe^(2+)含量,Western blot法检测细胞中脂质过氧化相关因子[长链酯酰辅酶A合成酶4(ACSL4)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)]及铁死亡途径相关蛋白[转铁蛋白受体1(TfR1)、缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、铁储存蛋白(FTH1)、核受体共激活因子4(NCOA4)、血红素加氧酶-1(HO-1)]的表达情况。结果与对照组比较,糖氧剥夺/复氧组细胞存活率、细胞中SOD含量及细胞中GPX4、FTH1、NCOA4蛋白相对表达量均明显降低(P均<0.05),细胞中ROS、MDA、Fe^(2+)含量及细胞中ACSL4、TfR1、HIF-1α、HO-1蛋白相对表达量均明显升高(P均<0.05)。与糖氧剥夺/复氧组比较,糖氧剥夺/复氧+参松养心各组细胞存活率、细胞中SOD含量及细胞中GPX4、FTH1、NCOA4蛋白相对表达量均明显升高(P均<0.05),细胞中ROS、MDA、Fe^(2+)含量及细胞中ACSL4、TfR1、HIF-1α、HO-1蛋白相对表达量均明显降低(P均<0.05)。结论参松养心胶囊可通过调控铁死亡途径减轻氧化应激反应,保护缺血再灌注损伤心肌细胞。

铁死亡在心肌病中的研究进展

心肌病是一组具有多种特定表型的异质性心肌疾病,严重者会引起心血管性死亡或进行性心力衰竭。由于这类疾病的严重性和复杂性,寻找新的调节机制来防治心肌病显得尤为紧迫。铁死亡是一种不同于其他形式的铁依赖性的细胞程序性死亡形式,其特征是铁依赖性脂质过氧化物的积累。研究表明,铁死亡可通过不同的信号通路参与心肌病的发生和进展。因此通过靶向调控铁死亡是防治心肌病的一种新策略。就铁死亡的发生机制及其在心肌病中的重要作用进行综述,以期寻找铁死亡与心肌病之间的潜在联系,为今后各种心肌病的治疗提供更多思路。

铁死亡与乳腺癌患者化疗耐药的关系研究进展

乳腺癌作为女性常见的恶性肿瘤,已跃居女性恶性肿瘤之首,对女性健康产生严重影响。目前,虽然乳腺癌的治疗方法多种多样,但是由于患者存在恶性程度高、化疗耐药等问题,使得其临床治疗效果不佳,严重影响患者预后和生存。铁死亡作为一种新型的细胞死亡形式,以细胞内铁过表达和脂质活性氧累积为特征。研究发现,铁死亡与乳腺癌的发生发展及演进有关,并且诱导铁死亡可以抑制乳腺癌细胞的增殖及远处转移,增强其化疗药物的疗效,进而逆转乳腺癌化疗耐药。因此,诱导铁死亡可成为乳腺癌患者临床治疗的新策略。本文对乳腺癌化疗耐药、铁死亡作用机制及其在乳腺癌患者治疗中的研究进展进行综述。

高同型半胱氨酸经TRPC6/NF-κB诱导肾小球足细胞铁死亡的机制

目的探讨TRPC6/NF-κB在高同型半胱氨酸(Hcy)介导下诱导肾小球足细胞铁死亡的机制。方法对小鼠肾脏足细胞进行体外培养,将其分成对照组(0μmol/LHcy)和Hcy组(80μmol/LHcy),干预细胞48 h后,采用Western blot检测GPX4、SLC7A11铁死亡相关蛋白以及TRPC6、NFκb蛋白表达情况;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)与免疫荧光检测TRPC6的表达水平;通过流式细胞术检测足细胞凋亡率;采用丙二醛(MDA)试剂盒测定细胞内MDA活性水平。转染TRPC6干扰片段及TRPC6阴性对照(NC)后qRT-PCR分组为Control、si-NC及si-TRPC6(si-TRPC6-1、si-TRPC6-2、si-TRPC6-3),Western blot分组为Control、Hcy、si-NC+Hcy、si-TRPC6+Hcy,采用qRT-PCR检测TRPC6 mRNA的表达;采用Western blot检测GPX4、SLC7A11、NF-κb及TRPC6的表达水平;采用流式细胞术检测干扰后足细胞凋亡水平。结果(1)与Control组相比,Hcy组中铁死亡相关蛋白GPX4、SLC7A11表达水平减低,凋亡水平增加(P<0.05);(2)与Control组相比,Hcy组TRPC6蛋白、mRNA水平及免疫荧光表达均增加,MDA水平增高,NF-κb信号通路蛋白表达增加,两组间比较均差异有统计学意义(P<0.05);(3)与si-NC组相对比,si-TRPC6(si-TRPC6-1、si-TRPC6-2、si-TRPC6-3)组中TRPC6的mRNA表达水平降低,其中si-TRPC6-3干扰效果最佳(P<0.05);转染TRPC6NC与TRPC6干扰片段并给予Hcy干预后,与Hcy组相比,si-NC+Hcy组GPX4、SLC7A11、NFκb、TRPC6表达无差异;与si-NC+Hcy组相比,si-TRPC6+Hcy组中铁死亡相关蛋白:GPX4、SLC7A11表达增高,NFκb、TRPC6表达降低,凋亡率降低(P<0.05)。结论本研究证实了在Hcy作用下TRPC6/NFκb可以调控肾足细胞铁死亡,是导致肾损伤的机制之一。

Wnt/β-catenin通路调控铁死亡在肝癌中的研究进展

铁死亡被认为是一种铁依赖性、非凋亡形式的调节性细胞死亡,主要由活性氧产生和铁稳态失衡导致严重脂质过氧化而引发的,它可诱导相关因子可通过不同途径直接或间接影响谷胱甘肽过氧化物酶,导致抗氧化能力下降和细胞中脂质活性氧积累,最终导致氧化细胞死亡。同时,铁死亡受到了多种途径调控,如铁代谢、线粒体活性、氧化还原稳态以及与疾病相关信号通路等。据研究报道,铁死亡代谢途径失调可影响肝癌的发生、发展。目前铁死亡导致疾病的分子机制知之甚少,但铁死亡相关基因和通路与肝癌进展有关。研究发现,Wnt/βcatenin信号通路异常激活与肝癌的复发、侵袭、转移以及免疫逃逸有关,且与铁死亡之间存在密切的联系。该通路可通过调控铁死亡的发生从而进一步加重肝癌的恶化。目前该领域在肝癌中已取得一定的实质性进展。因此,在本综述中通过概述铁死亡的分子机制及其在肝癌中的作用,探讨其影响肝癌进展的过程,同时,具体分析Wnt/βcatenin信号通路调控铁死亡的发生过程,为未来肝癌的治疗提供可靠的科学理论依据。

基于铁死亡角度治疗心力衰竭中药的筛选

目的:通过生物信息学从铁死亡角度筛选治疗心力衰竭的中药,为心力衰竭的治疗开辟新途径。方法:在GEO数据库中检索与心力衰竭相关的符合条件的数据集,利用R软件进行limma差异分析获得心力衰竭的差异表达靶点,在FerrDb平台收集与铁死亡相关靶点,将铁死亡靶点与心力衰竭差异表达靶点取交集后构建蛋白互作(PPI)网络,并对该网络进行拓扑学性质分析,利用R软件对共同靶点进行基因本体(GO)及京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。借助HERB数据库检索共同靶点对应的天然药物成分和中药,利用AutoDock软件对天然药物成分及其所对应靶点后进行分子对接。结果:GEO数据库筛选出数据集2个,通过limma差异分析后得到14 093个靶点,得到与铁死亡相关靶点214个,铁死亡与心力衰竭差异表达靶点取交集得到共同靶点176个,利用共同靶点构建PPI网络与拓扑学性质分析得到关键靶点抑癌基因(TP53)、原癌基因(JUN)、泛素C(UBC)、腺苷酸活化蛋白激酶(MAPK)14、MAPK3、信号转导与转录激活蛋白3(STAT3)、表皮生长因子受体(EGFR)等。GO及KEGG富集分析显示心力衰竭的发病从铁死亡角度或与细胞对化学应激的反应、对氧化应激的反应、次级溶酶体、黑色素体、自噬体、线粒体外膜、基底质膜核、氧化还原酶活性、铁离子结合、脂质和动脉粥样硬化、叉头转录因子(FoXO)信号通路等相关。检索HERB数据库结果显示,黄连素、醉茄素A、血根碱等近80种天然药物成分以及白鲜皮、半枝莲、苍术、穿心莲、防风等100余种中药或可通过作用于关键靶点治疗心力衰竭。分子对接结果显示JUN与黄连素、MAPK14与醉茄素A、MAPK3与血根碱结合较好。结论:通过生物信息学研究发现,黄连素、醉茄素A、血根碱等天然药物成分以及黄连、防己、黄柏、延胡索、牛膝、吴茱萸、黄芪、丹参等中药或可作用于TP53、MAPK14、MAPK3、JUN、STAT3等靶点治疗心力衰竭。

铁死亡在不同肝脏疾病的研究进展

长期以来,肝脏疾病造成的死亡率一直偏高,已成为一个全球性的健康问题。肝细胞损伤促进了各种肝脏疾病的进展,故了解肝细胞是如何死亡的成为一个关键的研究领域。铁死亡是一种新发现的非凋亡形式的细胞死亡,其特征是铁依赖性脂质过氧化。近来研究发现,铁死亡在许多疾病的发生和发展中起着重要的调节作用,特别是肝脏疾病。对铁死亡的研究可能为各种肝脏疾病发病机制提供新的认识,并显示了铁死亡靶向治疗肝脏疾病的巨大潜力。本文简述了铁死亡的概念和启动机制,并讨论了铁死亡在各种肝脏疾病中的诱导或抑制作用。

单味中药及中药复方对铁死亡作用的研究进展

铁死亡作为一种新型的细胞死亡形式,近年来备受关注,中药对其作用的研究也逐渐增多。本文着眼于单味中药和中药复方的相关研究,对青蒿素、青黛、麦冬、丹参、天麻、黄芩、番泻叶、虎杖、姜黄等中药提取物或衍生物,以及益肾健脑方、天麻钩藤饮、脑泰方、活血解毒方、安脑平冲方、益气解毒化瘀方、黄芩汤、加味二至丸、化脂复肝颗粒、化瘀祛痰方、心阳片、减味寿胎丸、益气解毒方等多首中药复方对铁死亡作用的研究进行综述,旨在为中医药在铁死亡中的应用和深入研究提供参考。

铁死亡在骨代谢中的调控机制

铁死亡是一种新型的细胞死亡方式,以细胞内铁过载和脂质过氧化物过度积累为特征,与多种骨科疾病的发生密切相关。骨质疏松是以骨密度降低为主要病理表现的慢性代谢性骨病,近年来随着研究的不断深入,发现铁死亡对骨代谢着重要的影响,而通过对铁死亡的调节以维持骨稳态,在骨质疏松的防治领域取得了一定的突破,展现出了良好的应用前景。该文阐述了铁死亡的发生机制和调节途径,梳理了铁死亡对骨代谢的调控机制,并总结了铁死亡在骨质疏松症发病及治疗中的研究进展,以期拓宽骨代谢的研究思路。

丹参酮ⅡA对胃癌细胞的抗癌作用及机制探讨

目的探讨丹参酮ⅡA(TⅡA)对胃癌细胞的抗癌作用及其机制。方法以胃癌细胞AGS、BGC-823为研究对象,基于MTT比色实验,计算TⅡA在胃癌细胞AGS、BGC-823中的半抑菌浓度(IC50)。选择合适浓度的TⅡA,采用流式细胞术分析TⅡA对细胞凋亡和死亡的影响。将胃癌细胞AGS、BGC-823分为对照组、TⅡA组和TⅡA+铁死亡抑制剂Fer-1组(TⅡA+Fer-1组),分别检测并比较每组细胞内谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)、活性氧(ROS)及脂质过氧化水平。通过中药系统药理学和String数据库筛选并验证TⅡA潜在的作用靶点。采用蛋白质印迹法检测各组谷氨酸/胱氨酸转运蛋白(xCT)水平,采用实时荧光定量PCR检测TP53、溶质载体7家族11成员(SLC7A11)、前列腺素过氧化物内合酶2(PTGS2)的mRNA水平。结果TⅡA对胃癌细胞AGS、BGC-823具有良好的抗癌作用,IC50分别为2.880μg/mL和2.350μg/mL。TⅡA能抑制胃癌细胞AGS、BGC-823的生长,促进其凋亡和死亡。TⅡA能降低胃癌细胞AGS、BGC-823 GSH、Cys水平(P<0.05),升高ROS、脂质过氧化水平(P<0.05),最终引起细胞铁死亡。通过数据库分析发现,TP53是TⅡA重要的作用靶点。TⅡA能促进TP53的表达,抑制xCT的表达,Fer-1能削弱TⅡA对TP53、xCT表达的影响。加入TP53抑制剂后,TⅡA对SLC7A11、PTGS2、TP53的作用减弱(P<0.05)。结论TⅡA对胃癌细胞AGS、BGC-823具有良好的抗癌作用,可以通过TP53/xCT途径促进胃癌细胞铁死亡。

淫羊藿苷对口腔鳞癌细胞系CAL27铁死亡的作用

目的探讨淫羊藿苷(icariin,ICA)对人口腔鳞癌细胞系CAL27细胞铁死亡的影响及其可能的作用机制。方法用不同浓度ICA处理人口腔鳞癌细胞系CAL27,用CCK-8法检测细胞增殖情况以选取最佳浓度;用不同浓度铁死亡抑制剂处理CAL27细胞,用CCK-8法检测铁死亡抑制剂对细胞的毒性作用以选取最佳浓度;将CAL27细胞随机分为对照组、ICA组和ICA联合铁死亡抑制剂组。用Transwell小室实验检测细胞迁移和侵袭能力;检测各组细胞超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)水平;用实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real time polymerase chain reaction,RT-PCR)检测细胞铁死亡影响因子重链亚基溶质载体家族7成员11(solute vector family 7 member 11,SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)和铁蛋白重链(ferritin heavy chain,FTH1)mRNA的表达情况;用蛋白印迹法(Western blotting)检测c-Jun氨基末端激酶(c-Jun amino terminal kinase,JNK)和p53蛋白(protein 53,p53)的表达情况。结果CAL27细胞增殖能力随着ICA和铁死亡抑制剂浓度的升高而降低(P<0.05);与对照组比较,ICA组CAL27细胞侵袭数量、细胞迁移数量、SOD、GSH、SLC7A11和GPX4 mRNA的表达水平降低,MDA和FTH1 mRNA、JNK和p53蛋白的表达水平升高(P<0.05);与ICA组比较,ICA联合铁死亡抑制剂组CAL27细胞侵袭数量、细胞迁移数量、SOD、GSH、SLC7A11和GPX4 mRNA的表达水平升高,MDA、FTH1 mRNA表达水平、JNK和p53蛋白的表达水平降低(P<0.05)。结论ICA对口腔鳞癌细胞CAL27增殖、侵袭和迁移能力有一定的抑制作用,可能是通过激活JNK/p53通路提高细胞内铁死亡相关因子水平,降低细胞抗氧化能力发挥作用的。

电离辐射对鼻咽癌中铁死亡驱动因子SOCS1与抑制因子FTH1表达水平的影响

目的 探索铁死亡驱动因子细胞因子信号转导抑制蛋白1(SOCS1)与抑制因子铁蛋白重链1(FTH1)在鼻咽癌中的表达水平及电离辐射对其的影响。方法 分析来自GEO数据库的鼻咽癌数据集GSE53819(18个鼻咽癌样本和18份鼻咽正常组织样本)和GSE12452(31个鼻咽癌样本和10份鼻咽正常组织样本)中SOCS1与FTH1的表达水平,并联合GSE62328(30个鼻咽癌样本)分析不同肿瘤分期、淋巴结转移状态与原发-复发类型中SOCS1和FTH1表达水平;利用GSE48501数据集中放射抵抗性鼻咽癌CNE2-IR细胞和放射敏感性鼻咽癌CNE2细胞中m RNA表达数据,分析SOCS1与FTH1在放射抵抗性和放射敏感性鼻咽癌细胞株中的表达水平;以经2 Gy电离辐射照射后的鼻咽癌C666-1细胞为实验组,0 Gy电离辐射照射的鼻咽癌C666-1细胞为对照组,应用RT-q PCR法分别检测其中SOCS1与FTH1的表达水平。结果 GEO数据库分析显示,鼻咽癌组织中SOCS1与FTH1表达水平高于正常鼻咽组织(P<0.05)。与伴淋巴结转移的鼻咽癌样本比较,无淋巴结转移的鼻咽癌样本中SOCS1与FTH1表达水平较高(P<0.05)。SOCS1与FTH1在放射抵抗性和放射敏感性鼻咽癌细胞株中的表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。RT-PCR结果提示,实验组C666-1细胞中SOCS1表达水平高于对照组,FTH1表达水平低于对照组(P<0.05)。结论 铁死亡驱动因子SOCS1与抑制因子FTH1在鼻咽癌中差异表达且可作为鼻咽癌放射治疗潜在靶点。

铁死亡途径及其相关分子泛素化修饰的研究进展

铁死亡是细胞膜上多不饱和脂肪酸磷脂过氧化损伤引起的一种铁依赖性细胞死亡方式,涉及多条途径,包括铁稳态调节途径、胱氨酸谷氨酸反向转运体(system X-C)途径和电压依赖性阴离子通道(voltage-dependent anion channel,VDAC)途径等。铁死亡参与多种疾病(如心梗、脑卒中、癌症和退行性疾病等)的发生发展过程。泛素化是机体内各种蛋白分子翻译后修饰的重要形式。研究表明,通过对铁死亡途径相关分子泛素化水平的调控可调节细胞铁死亡。靶向调控铁死亡途径相关分子泛素化水平可有效促进或抑制铁死亡,有望成为治疗癌症或心脑血管疾病的新策略。该文将就铁死亡途径及其相关分子泛素化修饰的研究进展作一综述。

重楼皂苷通过p53/SLC7A11信号轴促进三阴性乳腺癌细胞铁死亡的机制研究

目的探讨重楼皂苷对三阴性乳腺癌细胞铁死亡的影响及其机制。方法用0、10、20、30、40、50μmol/L重楼皂苷处理三阴性乳腺癌MDA-MB-231细胞,采用CCK-8法检测细胞活性。取对数生长期MDA-MB-231细胞,随机分为对照组、重楼皂苷组(30μmol/L重楼皂苷处理12 h)、抑制剂组(2μmol/L Ferrostatin-1处理12 h)与重楼皂苷+抑制剂组(2μmol/L Ferrostatin-1处理12 h后,30μmol/L重楼皂苷处理12 h),采用CCK-8法检测细胞活性,流式细胞仪检测细胞凋亡率,qRT-PCR和Western blotting检测二价金属离子转运体1(DMT1)、转铁蛋白受体1(TFR1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、p53、p53/溶质运载蛋白7家族成员11(SLC7A11)的表达情况。结果CCK-8法检测结果显示,MDA-MB-231细胞存活率随重楼皂苷浓度的升高而降低,且呈剂量依赖性(P<0.05)。与对照组比较,重楼皂苷组细胞存活率以及CPX4、SLC7A11 mRNA和蛋白相对表达量降低,细胞凋亡率以及TFR1、DMT1、p53 mRNA和蛋白相对表达量升高,抑制剂组CPX4、SLC7A11 mRNA和蛋白相对表达量升高,细胞凋亡率以及TFR1、DMT1、p53 mRNA和蛋白相对表达量降低(P<0.05);与重楼皂苷组比较,重楼皂苷+抑制剂组细胞存活率以及CPX4、SLC7A11 mRNA和蛋白相对表达量升高,细胞凋亡率以及TFR1、DMT1、p53 mRNA和蛋白相对表达量降低(P<0.05);与抑制剂组比较,重楼皂苷+抑制剂组细胞存活率以及CPX4、SLC7A11 mRNA和蛋白相对表达量降低,细胞凋亡率以及TFR1、DMT1、p53 mRNA和蛋白相对表达量升高(P<0.05)。结论重楼皂苷可抑制三阴性乳腺癌细胞增殖,促进乳腺癌细胞铁死亡,其机制可能与p53/SLC7A11信号轴的调控作用有关。

醒脑开窍针刺法对出血性卒中大鼠神经细胞铁死亡的影响

[目的]探讨醒脑开窍针刺法对出血性卒中大鼠脑组织神经细胞铁死亡的影响,及其促进神经功能修复的铁死亡应激机制。[方法]将30只雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组、针刺组各10只,模型组、针刺组采用自体血注入法构建出血性卒中大鼠模型;假手术组采用与模型组相同的操作,以微量注射器于相同位置进针,注入等量生理盐水。针刺组造模成功后选取人中、内关、三阴交穴进行针刺,每日1次,共3d;模型组与假手术组不做处理。采用Zausinger六分法对大鼠神经功能进行评分,流式细胞术检测神经细胞凋亡情况,比色法检测铁含量,ELISA检测法测定丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)的含量,免疫荧光检测谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)表达。[结果]与假手术组比较,模型组大鼠神经功能评分降低(P<0.05),而干预后针刺组大鼠神经功能评分高于模型组(P<0.05);模型组大鼠早期凋亡细胞、晚期凋亡细胞及总凋亡细胞百分数比假手术组高(P<0.01),而针刺组大鼠各凋亡细胞百分数比模型组低(P<0.01);与假手术组比较,模型组大鼠GPX4、GSH水平降低,总铁含量、MDA水平升高(P<0.05),而针刺组大鼠GPX4、GSH水平较模型组高,铁蛋白含量、MDA水平较模型组低(P<0.05)。[结论]醒脑开窍针刺法可促进出血性卒中大鼠神经功能修复,可能与降低GPX4、GSH水平,从而提高细胞抗氧化能力,抑制神经细胞铁死亡的发生有关。

利心冲剂对心力衰竭大鼠铁代谢SLC7A11/GXP4信号通路的调控作用

目的 基于心肌铁代谢探讨利心冲剂对心力衰竭大鼠的心肌保护作用。方法 取32只SD大鼠,随机选择8只SD大鼠作为正常组,其余大鼠采用腹主动脉缩窄法制备心力衰竭模型。将造模成功后大鼠随机分为模型组、利心冲剂高剂量组及利心冲剂低剂量组,每组8只。利心冲剂高、低剂量组分别予以利心冲剂20.79 g/(kg·d)和5.20 g/(kg·d)灌胃,正常组和模型组给予等量蒸馏水灌胃,均1次/d。连续灌胃8周后,比色法检测血清铁水平,ELISA法测定血清铁蛋白水平,HE染色观察心肌组织病理形态,ELISA法测定心肌组织中活性氧(ROS)水平和超氧化物歧化酶(SOD)活性,Western blot法和RT-PCR法分别检测心肌组织中转铁蛋白受体(TfR1)、膜铁转运蛋白(FPN1)、胱氨酸/谷氨酸逆向转运蛋白溶质载体家族7成员11(SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)蛋白及mRNA表达情况。结果 与正常组比较,模型组大鼠血清铁和铁蛋白水平、心肌组织中SOD活性和FPN1、SLC7A11、GPX4蛋白及mRNA相对表达量均明显降低(P均<0.05),心肌组织中ROS水平和TfR1蛋白及mRNA相对表达量均明显升高(P均<0.05),心肌细胞肥大,组织间可见部分炎性细胞浸润;与模型组比较,利心冲剂高剂量组血清铁和铁蛋白水平及利心冲剂高、低剂量组心肌组织中SOD活性和FPN1、SLC7A11、GPX4蛋白及mRNA相对表达量均明显升高(P均<0.05),心肌组织中ROS水平和TfR1蛋白及mRNA相对表达量均明显降低(P均<0.05),心肌损伤明显减轻。结论 利心冲剂可通过调节铁代谢SALC7A11/GXP4信号通路抑制铁死亡,减轻心肌氧化应激,缓解心力衰竭大鼠心肌损伤。

胰高血糖素样肽1受体激动剂对高糖高脂环境下大鼠心肌细胞损伤的改善作用及其铁死亡机制

目的:探讨胰高血糖素样肽1受体(GLP-1R)激动剂Exendin-4 (E4)对高糖高脂(HGHL)环境下心肌细胞损伤的影响,阐明其相关机制。方法:大鼠心肌H9C2细胞分为对照组、HGHL组、HGHL+E4组和HGHL+E4+铁死亡激活剂(Erastin)组,H9C2细胞采用33 mmol·L^(-1)葡萄糖和500μmol·L^(-1)棕榈酸脂诱导HGHL模型,HGHL+E4组和HGHL+E4+Erastin组H9C2细胞在诱导形成HGHL细胞模型后分别采用100 nmol·L^(-1) E4和5μmol·L^(-1) Erastin进行处理,CCK-8法检测各组细胞存活率,Hoechst 33258荧光染色法观察各组细胞凋亡情况,流式细胞术检测各组细胞凋亡率,2’,7’-二氢二氯荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)荧光探针检测各组细胞中活性氧(ROS)水平,采用相关试剂盒检测各组细胞中谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)水平,JC-1染色法检测各组细胞中线粒体膜电位(MMP)水平,FerroOrange荧光探针检测各组细胞中铁离子(Fe^(2+))水平,Westernblotting法检测各组细胞中谷胱甘肽过氧化物酶4 (GPX4)和溶质载体家族7成员11(SLC7A11)蛋白表达水平。结果:与对照组比较,HGHL组细胞存活率明显降低(P<0.05),细胞出现碎裂和皱缩,呈典型凋亡表现,细胞凋亡率及细胞中ROS和MDA水平明显升高(P<0.05),细胞中GSH和MMP水平明显降低(P<0.05),Fe^(2+)水平明显升高(P<0.05),GPX4和SLC7A11蛋白表达水平明显降低(P<0.05);与HGHL组比较,HGHL+E4组细胞存活率明显升高(P<0.05),凋亡细胞减少,细胞凋亡率及细胞中ROS和MDA水平明显降低(P<0.05),细胞中GSH和MMP水平明显升高(P<0.05),Fe^(2+)水平明显降低(P<0.05),GPX4和SLC7A11蛋白表达水平明显升高(P<0.05);与HGHL+E4组比较,HGHL+E4+Erastin组细胞存活率明显降低(P<0.05),细胞碎裂和皱缩现象明显减轻,细胞凋亡率及细胞中ROS和MDA水平明显升高(P<0.05),细胞中GSH和MMP水平明显降低(P<0.05),Fe^(2+)水平明显升高(P<0.05),GPX4和SLC7A11蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。结论:GLP-1R激动剂能够减轻HGHL环境下心肌细胞损伤,其保护作用可能与其抑制铁死亡有关。