结合珠蛋白通过抑制ERK1/2减轻肝细胞铁死亡

目的·探究结合珠蛋白(haptoglobin,Hp)在肝细胞铁死亡(ferroptosis)中的作用及机制。方法·给予8周龄的C57BL/6J雄性小鼠正常饲料(normal iron diet,NID组,n=5)和高铁饲料(high iron diet,HID组,n=8)饲喂12周后,收集2组小鼠的肝脏和血清。利用血清学生化指标、肝脏苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,H-E)染色、天狼星红染色、普鲁士蓝染色和4-羟基壬烯醛(4-hydroxynonenal,4-HNE)染色明确2组小鼠肝脏损伤、病理学改变、纤维化、铁沉积和脂质过氧化反应程度;利用RNA测序(RNAsequencing,RNA-seq)技术和生物信息学分析高铁饮食对小鼠肝脏转录组表达的调控,并筛选新的调控铁死亡的候选基因。在AML-12小鼠肝细胞中过表达Hp或利用siRNA敲减Hp后,给予铁死亡诱导剂RAS合成致死分子3(RAS-selective lethal small molecule 3,RSL3)和/或细胞外信号调节激酶1/2(extracellular regulated protein kinases 1/2,ERK1/2)活性抑制剂SCH772984,利用细胞计数、real-time PCR和C11-BODIPY581/591免疫荧光及流式细胞术等实验明确Hp在肝细胞铁死亡中的作用及机制。结果·相较于NID组小鼠,HID组小鼠血清中谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase,GPT)和谷草转氨酶(glutamic-oxalacetic transaminase,GOT)水平明显升高,肝脏出现明显的肝细胞死亡、纤维化、铁沉积和脂质过氧化产物累积。RNA-seq及生物信息学分析结果分析发现,HID组小鼠肝脏中急性期反应、氧化还原反应、催化反应及血红蛋白结合等信号通路发生了明显的变化,而Hp mRNA在HID组显著下调。而且,HID组小鼠肝组织及RSL3处理的AML-12肝细胞中的Hp mRNA和蛋白表达水平均明显降低。重要的是,在AML-12肝细胞中,Hp过表达可明显减轻RSL3引起的肝细胞脂质过氧化和铁死亡。反之,Hp敲减可加重RSL3引起的肝细胞铁死亡。机制上,Hp明显抑制RSL3引起的肝细胞ERK1/2磷酸化的增强;而且,SCH772984可明显恢复Hp敲减导致的肝细胞脂质过氧化和铁死亡的加重。结论·Hp是一种新的肝细胞铁死亡抑制分子,而且Hp主要通过抑制ERK1/2活性减轻肝细胞铁死亡及其引起的肝损伤。