鐵死亡的機(jī)制及其干預(yù)缺血性腦卒中的研究進(jìn)展

摘要 綜述鐵死亡的發(fā)生機(jī)制及其與缺血性腦卒中的關(guān)系、藥物干預(yù)的研究進(jìn)展，以期為探討藥物作用的新靶點提供參考。

關(guān)鍵詞 缺血性腦卒中；鐵死亡；細(xì)胞死亡；綜述

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2023.24.015

基金項目 國家重點研發(fā)計劃項目（No.2018YFC1705002）；國家自然科學(xué)基金項目（No.81760902）；柳州市科技計劃項目（No.2020PAAA0610，2021CBC0133，2021CBB0112）；廣西壯族自治區(qū)中醫(yī)藥管理局科研課題項目（No.GXZYZ20210267）

作者單位 1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)（南寧" 510120）；2.柳州市中醫(yī)醫(yī)院，柳州市壯醫(yī)醫(yī)院（廣西柳州" 545002）

通訊作者 盧昌均，E-mail：lchj477@tom.com

引用信息 覃文暉，周哲屹，盧昌均.鐵死亡的機(jī)制及其干預(yù)缺血性腦卒中的研究進(jìn)展［J］.中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2023，21（24）：4558-4564.

腦卒中是全球致殘和致死的重要原因之一，其中以缺血性腦卒中為主，缺血性腦卒中給醫(yī)療系統(tǒng)和病人家庭帶來沉重的負(fù)擔(dān)。然而，缺血性腦卒中的機(jī)制尚未明確，現(xiàn)有的治療方法僅對少數(shù)病人有效，因此有必要研發(fā)新藥緩解這一局面。隨著對細(xì)胞死亡的研究深入，鐵死亡是一種新型的細(xì)胞死亡方式，引起研究者的關(guān)注，其在形態(tài)學(xué)、分子機(jī)制、免疫特征方面與其他類型的細(xì)胞死亡有所區(qū)別。鐵死亡是腦卒中等急性腦損傷病人病理性細(xì)胞死亡的重要機(jī)制，且受多種作用機(jī)制的調(diào)控。綜述鐵死亡的發(fā)生機(jī)制及其與缺血性腦卒中的關(guān)系、藥物干預(yù)的研究進(jìn)展，以期為探討藥物作用機(jī)制的新靶點提供參考。

1 鐵死亡概述

鐵死亡是由大量脂質(zhì)過氧化介導(dǎo)的膜損傷引起的鐵依賴性調(diào)節(jié)性壞死，是一種非凋亡性細(xì)胞死亡形式?！拌F死亡”一詞最早由Dixon等在2012年提出，且與凋亡、壞死和自噬在形態(tài)、生化和遺傳方面不同［1］。電子顯微鏡下，在鐵死亡細(xì)胞中觀察到萎縮的線粒體，但線粒體一般在其他細(xì)胞死亡類型中是腫脹的［1］。生化方面，鐵死亡的特征是產(chǎn)生致死水平的鐵依賴性脂質(zhì)過氧化作用［2-3］，較少觀察到凋亡的經(jīng)典特征，如染色質(zhì)斷裂、半胱天冬酶活化和線粒體細(xì)胞色素C（cytochrome C，Cyt-C）釋放［1］。

2 鐵死亡的產(chǎn)生機(jī)制

相關(guān)研究表明，鐵死亡主要與鐵代謝、氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝異常有關(guān)［2］。鐵死亡受到細(xì)胞內(nèi)通路信號的調(diào)控，如核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor E2-related factor 2，NRF-2）信號通路和Hippo通路，其直接或間接影響了谷胱甘肽過氧化酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）活性［4-5］。相關(guān)研究表明，鐵死亡可能是干預(yù)中風(fēng)的有效靶點［6］，了解鐵死亡的機(jī)制和研究進(jìn)展可能為腦卒中的治療提供新途徑。

2.1 鐵代謝

鐵是正常細(xì)胞功能必需的金屬，參與較多生理過程，如氧氣運輸、細(xì)胞呼吸、DNA合成和神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)遞質(zhì)生物合成［7］。然而，細(xì)胞內(nèi)鐵的攝取、運輸、儲存和利用的失效導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)過量游離鐵沉積，并啟動Fenton反應(yīng)產(chǎn)生活性氧（reactive oxygen species，ROS）［8］。ROS可干擾蛋白質(zhì)、脂類和DNA，從而引發(fā)細(xì)胞死亡［9］。

2.1.1 鐵攝取

轉(zhuǎn)鐵蛋白（transferrin，TF）與循環(huán)中的多數(shù)鐵結(jié)合，是一種與鐵緊密結(jié)合但可逆的血漿糖蛋白。每個TF分子均有2個特定的三價鐵（Fe3＋）結(jié)合位點。含鐵的TF與轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（transferrin receptor，TFRC）進(jìn)一步結(jié)合，從而導(dǎo)致膜內(nèi)陷和形成特化內(nèi)體［10］。TF被輸送到內(nèi)體后周圍pH迅速下降，導(dǎo)致Fe3＋被釋放出來，之后Fe3＋被內(nèi)體鐵還原酶還原為Fe2＋，F(xiàn)e2＋可穿過內(nèi)體膜通過溶質(zhì)載體家族11成員2（solute carrier family 11 member 2，SLC11A2/DMT1）進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。不含鐵的TF返回細(xì)胞表面并與TFRC解離，進(jìn)一步吸收鐵。TF敲低降低了MDA-MB-231和SKBR3癌細(xì)胞系中西拉美新和拉帕替尼誘導(dǎo)的鐵死亡［11］。TFRC過表達(dá)提高了間皮瘤組織細(xì)胞對鐵死亡誘導(dǎo)的敏感性［12］。提示TF和TFRC在細(xì)胞鐵死亡的過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

2.1.2 鐵利用

細(xì)胞中的鐵被送到細(xì)胞質(zhì)的不穩(wěn)定鐵池（labile iron pool，LIP），多數(shù)LIP處于還原狀態(tài)（Fe2＋）。LIP中的多數(shù)鐵被轉(zhuǎn)移到線粒體，在此合成血紅素或鐵硫簇（Fe-S）。NFS1半胱氨酸脫硫酶（NFS1 cysteine desulfurase）作為一種Fe-S簇生物合成酶發(fā)揮作用，通過依賴鐵調(diào)節(jié)蛋白（iron regulatory protein，IRP）的翻譯機(jī)制保護(hù)癌細(xì)胞免于鐵死亡［13］。鐵、血紅素和Fe-S簇可結(jié)合到產(chǎn)生ROS的酶中，如花生四烯酸酯氧合酶（arachidonic acid lipoxygenase，ALOX）、還原型輔酶Ⅱ氧化酶（NADPH oxidase，NOX）、黃嘌呤脫氫酶（xanthine dehydrogenase，XDH），這些酶通過環(huán)境依賴性方式參與脂質(zhì)過氧化依賴性鐵死亡的調(diào)節(jié)。

2.1.3 鐵儲存與釋放

鐵蛋白是主要的儲鐵蛋白，儲存了進(jìn)入細(xì)胞的多數(shù)鐵。盡管鐵通過鐵蛋白外殼上的孔隙排出，但鐵釋放的重要機(jī)制涉及鐵蛋白通過核受體共激活因子4（nuclear receptor coactivator 4，NCOA4）介導(dǎo)的自噬降解［14］，這一過程通過增加LIP促進(jìn)了鐵死亡［15］。鐵蛋白被泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（ubiquitin-proteasome system，UPS）的激活降解［16］。因此，UPS和自噬是維持細(xì)胞內(nèi)鐵蛋白水平的兩條互補(bǔ)蛋白水解途徑。鐵蛋白及其儲存的鐵通過外泌體從細(xì)胞中釋放出來，這個過程是由prominin 2（PROM2）介導(dǎo)的，其抑制了鐵死亡［17］?？傊?xì)胞內(nèi)的鐵水平不僅通過降解途徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，還通過分泌進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制LIP變化。

2.2 脂質(zhì)代謝

脂質(zhì)過氧化認(rèn)為是鐵死亡的標(biāo)志性事件之一，多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFAs）是脂質(zhì)過氧化的主要目標(biāo)之一。最終，脂質(zhì)氫過氧化物的積累是引發(fā)鐵死亡的關(guān)鍵因素［1，3］。含有氧化花生四烯酸（arachidonic acid，AA）的磷脂酰乙醇胺 （phosphatidylethanolamine，PE）（AA-PE）是鐵死亡的細(xì)胞死亡信號，AA是一種PUFA，通過延長為延長成腎上腺酸（adrenicacid，AdA）［18］。一項研究表明，AA-OOH-PE導(dǎo)致鐵死亡［18］。該過程為?；o酶A合成酶長鏈家族4（acyl-CoA synthetase long-chain family 4，ACSL4）將AA催化成AA-CoA［19］，再經(jīng)過溶血磷脂酰膽堿?；D(zhuǎn)移酶3（lysophosphatidylcholine acyltransferase 3，LPCAT3）將其酯化為AA-PE［20］，AA-PE再經(jīng)過脂氧合酶（lipoxygenases，LOXs）和活性氧自由基氧化為AA-OOH-PE［21-22］。

多項研究顯示，ACSL4為鐵死亡敏感的關(guān)鍵決定因素［18-19，23］。ACSL4催化CoA添加到AA上，從而促進(jìn)PUFA酯化為磷脂，在ACSL4激活后，LPCAT3將?；迦肴苎字?，特別對磷脂酰膽堿和PE，其參與了鐵死亡脂質(zhì)信號的傳導(dǎo)［18］。有研究顯示，乳腺癌MBA-MD-231細(xì)胞對鐵死亡誘導(dǎo)劑的敏感性受到ACSL4表達(dá)的影響［24］，進(jìn)一步佐證了上述觀點。

LOX是誘導(dǎo)鐵死亡的關(guān)鍵酶［25］。ALOXs通過氧化PUFA-PE引發(fā)鐵死亡［18］，這個過程進(jìn)一步受到磷脂酰乙醇胺結(jié)合蛋白1（phosphatidylethanolamine binding protein 1，PEBP1）的調(diào)節(jié)，因為其與ALOX相互作用并使其催化PUFA-PE，從而促進(jìn)鐵死亡［26］。

2.3 氨基酸代謝

2.3.1 GPX4

GPX4是一種依賴硒的酶，具有內(nèi)源性抗氧化作用［27］。GPX4的化學(xué)性質(zhì)使其可作為抗脂質(zhì)過氧化和抗鐵死亡的中心調(diào)節(jié)因子。谷胱甘肽（glutathione，GSH）和硒是維持GPX4功能和活性必需的物質(zhì)［3，28］，當(dāng)GPX4的合成和功能受到影響時，引起鐵死亡。Zou等［29］腎透明細(xì)胞癌研究顯示，缺氧誘導(dǎo)因子-2α（hypoxia inducible factor-2 alpha，HIF-2α）可激活脂滴相關(guān)蛋白表達(dá)，下調(diào)GPX4基因表達(dá)，導(dǎo)致GPX4蛋白合成減少，促進(jìn)多不飽和脂質(zhì)聚集，從而增加透明細(xì)胞癌對鐵死亡的敏感性。利用GPX4條件性或誘導(dǎo)性敲除小鼠證實了體內(nèi)鐵死亡的功能，腎臟GPX4誘導(dǎo)性敲除引起急性腎衰竭，通過鐵抑素-1（ferrostatin-1，F(xiàn)er-1）進(jìn)行挽救［30］。調(diào)控鐵死亡敏感相關(guān)基GPX4，可能通過靶向作用調(diào)控鐵死亡，為靶向抗腫瘤或保護(hù)細(xì)胞的藥物研發(fā)提供了新途徑。

2.3.2 胱氨酸/谷氨酸轉(zhuǎn)運系統(tǒng)（System Xc－）

System Xc－促進(jìn)了跨質(zhì)膜的谷氨酸和胱氨酸交換，該系統(tǒng)是由兩個亞基構(gòu)成的二硫鍵合并的異二聚體，第1個亞基是溶質(zhì)載體家族3成員2（solute carrier family 3 member 2，SLC3A2），第2個亞基是溶質(zhì)載體家族7成員11（solute carrier family 7 member 11，SLC7A11），又稱為xCT［31］，可不依賴三磷酸腺苷（ATP）轉(zhuǎn)運胞內(nèi)谷氨酸和胞外胱氨酸。胱氨酸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)被分解為半胱氨酸，用于合成GSH。當(dāng)System Xc－轉(zhuǎn)運功能受到影響，可降低GSH水平，從而影響GPX4功能。Erastin是一種鐵死亡誘導(dǎo)劑，可抑制System Xc－，限制胱氨酸的攝入，誘導(dǎo)GSH耗竭［1］，通過啟動內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激促進(jìn)鐵死亡進(jìn)程中ROS積累［32］。

3 鐵死亡在缺血性腦卒中的作用

中風(fēng)是全世界致殘和致死的主要原因之一［33］。有研究顯示，腦血管病已成為導(dǎo)致我國居民死亡的第3位因素，2019年導(dǎo)致了219萬例病人死亡，其中缺血性腦卒中占腦卒中的82.6%［34］。大腦某些部位的血液供應(yīng)受到限制，繼發(fā)于大腦中動脈、椎/基底動脈或頸內(nèi)動脈阻塞時，發(fā)生缺血性腦卒中［35］。由此產(chǎn)生的氧氣和營養(yǎng)成分的損耗可能激活一系列缺血級聯(lián)反應(yīng)，造成氧化應(yīng)激和線粒體損傷，最后導(dǎo)致死亡［36］。鐵死亡是腦卒中病人細(xì)胞死亡的重要機(jī)制之一，通過相關(guān)機(jī)制引起腦內(nèi)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，進(jìn)而導(dǎo)致腦組織損傷。有研究表明，在大腦中動脈閉塞（MCAO）模型中，小鼠通過抑制鐵死亡防止缺血再灌注損傷，說明鐵死亡促進(jìn)缺血性腦卒中后的神經(jīng)細(xì)胞死亡；同時發(fā)現(xiàn)，Tau基因敲除小鼠在缺血再灌注損傷后免受鐵死亡的細(xì)胞死亡，以“Tau-鐵相互作用”形式作為鐵死亡和缺血性腦卒中的多效調(diào)節(jié)劑［25］。目前認(rèn)為缺血性腦卒中的鐵死亡機(jī)制是由細(xì)胞內(nèi)鐵積累、脂氧合酶失活、GSH耗竭、GPX4失活、System Xc－阻斷等引起的。

3.1 鐵代謝在缺血性腦卒中的作用

鐵死亡確定之前，相關(guān)研究顯示，臨床和缺血性腦卒中相關(guān)動物模型中鐵積累導(dǎo)致再灌注過程，加劇神經(jīng)細(xì)胞損傷［37-38］。多項研究顯示，鐵超載具有加重線粒體氧化損傷和擴(kuò)大腦梗死面積的作用［19，39］。嚴(yán)重缺血缺氧損傷后，兒童基底節(jié)、丘腦、腦室周圍白質(zhì)中鐵沉積增加［25］。因此，腦鐵紊亂認(rèn)為是缺血性腦卒中病人發(fā)生鐵死亡的重要原因。有研究顯示，引起缺血腦組織鐵超載的原因：一是缺血導(dǎo)致白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）增加，IL-6經(jīng)Janus激酶（JAK）/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）信號通路可促進(jìn)鐵調(diào)素表達(dá)，引起膜鐵轉(zhuǎn)運蛋白1（ferroportin 1，F(xiàn)PN1）表達(dá)下調(diào)和鐵釋放降低，最終導(dǎo)致鐵超載［40］。目前關(guān)于缺血時IL-6表達(dá)增加的具體機(jī)制尚未明確。二是缺血增加了HIF-1α表達(dá)，引起TFR1表達(dá)增加，由于神經(jīng)細(xì)胞攝取鐵的主要途徑是經(jīng)過TF-TFR1通路，因此缺血后引起大量鐵離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鐵超載［41］。

3.2 脂質(zhì)代謝在缺血性腦卒中的作用

有研究顯示，大腦缺血后ACSL4過度表達(dá)，參與了再灌注損傷，ACSL4的過表達(dá)可能是受miR-347控制的，缺血性腦卒中病人miR-347表達(dá)增加，并上調(diào)了ACSL4表達(dá)水平［42］。另一項研究顯示，在MCAO大鼠再灌注后海馬ACSL4水平下降，同時凝血酶升高，實驗進(jìn)一步證實了ACSL4下調(diào)是腦缺血再灌注期間的早期事件，且獨立于神經(jīng)元死亡，發(fā)生機(jī)制可能是凝血酶通過促進(jìn)ACSL4依賴性鐵死亡，導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞死亡，且ACSL4降低有利于對抗凝血酶誘導(dǎo)的鐵死亡損傷［43］。相似的缺血早期ACSL4表達(dá)下調(diào)在其他研究中也得到了證實，認(rèn)為缺血腦組織ACSL4水平變化是時間依賴性的，且其早期被抑制是由于HIF-1α表達(dá)增加，并結(jié)合ACSL4啟動子導(dǎo)致的［44］。LOX同時發(fā)揮了一定的作用，尤其是12/15-LOX，不僅發(fā)現(xiàn)其對中風(fēng)后的神經(jīng)元有害，并通過細(xì)胞內(nèi)攻擊線粒體和凋亡誘導(dǎo)因子（apoptosis-inducing factor，AIF）易位到細(xì)胞核［45-46］的機(jī)制對腦卒中后腦血管造成損傷，12/15-LOX抑制劑可改善神經(jīng)和血管損傷［47］。有研究顯示，5-LOX過表達(dá)可促進(jìn)炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生，導(dǎo)致腦缺血再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）后嚴(yán)重的神經(jīng)元損傷［48］。miR-193b-3p通過抑制5-LOX表達(dá)對腦I/R損傷具有潛在的神經(jīng)保護(hù)作用［49］，可能成為治療腦卒中后損傷的新靶點。

3.3 氨基酸代謝在缺血性腦卒中的作用

相關(guān)研究顯示，缺血性腦卒中病人和MCAO動物模型腦組織GSH水平降低［50］，可增強(qiáng)腦內(nèi)組織對鐵死亡損傷的敏感性。有研究顯示，轉(zhuǎn)錄因子Sp1和TFAP2c可被硒激活，上調(diào)GPX4表達(dá)，從而抑制鐵死亡，保護(hù)神經(jīng)元［51］。相關(guān)研究顯示，上調(diào)GPX4表達(dá)可緩解大鼠腦卒中后腦損傷，敲除GPX4基因可加重腦損傷程度［41］。System Xc－作為谷氨酸/半胱氨酸轉(zhuǎn)運蛋白，可協(xié)助生成GSH和GPX4，因此其有助于抑制鐵死亡，谷氨酸和半胱氨酸的交換是依賴細(xì)胞內(nèi)谷氨酸濃度驅(qū)動而不是消耗ATP。中風(fēng)發(fā)生時，細(xì)胞外谷氨酸濃度升高導(dǎo)致谷氨酸中毒［52］，從而阻斷了交換［53］，導(dǎo)致GPX4的生成被抑制，最終引發(fā)鐵死亡［54］。System Xc－的轉(zhuǎn)運功能受損可能是由于其亞單位xCT失活引起的［55］，xCT上調(diào)在大鼠缺血性腦卒中模型中可長期維持谷氨酸興奮性毒性作用［56］。System Xc－到達(dá)一定濃度時，可能加劇谷氨酸興奮性毒性和鐵死亡。目前，System Xc－在缺血性腦卒中病人鐵死亡中的具體作用機(jī)制尚未明確，仍需更多相關(guān)的研究進(jìn)一步證實。

4 鐵死亡干預(yù)缺血性腦卒中的相關(guān)研究進(jìn)展

治療缺血性腦卒中的首要目標(biāo)是快速恢復(fù)血流，這也是神經(jīng)保護(hù)療法的先決條件。目前，組織纖溶酶原激活物（tissue plasminogen activator，tPA）是經(jīng)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)用于治療缺血性腦卒中的藥物，因此研發(fā)新型神經(jīng)保護(hù)劑可用于治療。以神經(jīng)保護(hù)為主要結(jié)局的研究中，多數(shù)抑制劑未達(dá)到理想的效果，表明對缺血性腦卒中導(dǎo)致神經(jīng)元死亡的具體機(jī)制尚未明確。因此，需要回顧目前的藥物應(yīng)用情況，彌補(bǔ)與臨床發(fā)現(xiàn)的差距，指導(dǎo)今后中風(fēng)的治療。

4.1 基于鐵死亡發(fā)生機(jī)制的干預(yù)研究

缺血性腦卒中導(dǎo)致鐵穩(wěn)態(tài)的破壞，進(jìn)而引起鐵死亡，鐵螯合劑可與游離的鐵結(jié)合，緩解鐵超載。去鐵胺（deferoxamine，DFO）是FDA批準(zhǔn)的一種鐵螯合劑，通過螯合非血紅素鐵可有效減少羥自由基的生成，減輕腦損傷［57］。大鼠模型中，DFO的治療減少了短暫性局灶性缺血后的腦損傷，促進(jìn)了功能的恢復(fù)［58］。目前，鐵螯合劑較少有腦卒中相關(guān)的臨床研究，因此需要更多的研究評估鐵螯合劑應(yīng)用于腦卒中病人的安全性和有效性。多項研究顯示，F(xiàn)er-1和脂抑素-1（liproxstatin-1，Lip-1）可抑制由System Xc－藥理學(xué)抑制或由GPX4缺失誘導(dǎo)的鐵死亡，作為高效的鐵死亡抑制劑［1，30］。Lip-1和Fer-1的治療潛力，延遲Lip-1治療（再灌注后6 h）可有效預(yù)防持續(xù)的神經(jīng)元損傷［25］。鼻內(nèi)Fer-1治療可減輕小鼠MCAO模型再灌注后24 h神經(jīng)功能缺損，縮小梗死體積［25］。鑒于Fer-1和Lip-1對過氧化自由基的內(nèi)在反應(yīng)與常見的抗氧化劑相似，具有自由基捕獲能力的抗氧化劑衍生物的新結(jié)構(gòu)已被開發(fā)出來。一項研究成功開發(fā)了吩噻嗪衍生物作為一類新的鐵死亡抑制劑，并報道了其在缺血性腦卒中模型中具有良好的效果［59］。

病理條件下，上調(diào)GPX4可能是治療缺血性腦卒中鐵死亡的有效策略。胱胺（cystamine）已被證實在體外可提高皮質(zhì)神經(jīng)元中GSH水平，從而抑制鐵死亡［60］。在缺血性腦卒中動物模型中顯示出良好的效果［61］。硒可驅(qū)動保護(hù)性轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，上調(diào)GPX4和抑制鐵死亡，且在硒存在條件下上調(diào)的基因可抵抗興奮性毒性和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡［62］。缺血性腦卒中小鼠模型中，通過轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)可抑制鐵死亡，發(fā)揮硒對神經(jīng)元的保護(hù)作用［51］。有研究顯示，半胱氨酸前體（OTC）可保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞免受氧糖剝奪（OGD）誘導(dǎo)的死亡，同時OTC通過增加缺血再灌注后小鼠半暗帶皮層GSH水平，減輕腦梗死損傷［63］。

鑒于脂質(zhì)過氧化對鐵死亡至關(guān)重要，脂質(zhì)ROS傳感器（如Liperfluo）是鐵死亡的有效生物標(biāo)志物，這些傳感器可提供快速的方法測量脂質(zhì)過氧化水平，反之可反映鐵死亡的程度［64］，有助于進(jìn)行缺血性腦卒中脂質(zhì)代謝相關(guān)治療的研究。有報道發(fā)現(xiàn)，選擇性5-LOX抑制劑（Zileuton）可抑制5-LOX，減少再灌注過程中白三烯產(chǎn)生，從而抑制炎癥反應(yīng)［65］。在短暫性全腦缺血小鼠模型中，Zileuton治療可降低炎性細(xì)胞因子和趨化因子的水平［66］。與對照組相比，Zileuton治療的MCAO大鼠改善了神經(jīng)功能缺損評分，減小了梗死體積［67］。Zileuton在動物實驗中已表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)闹委熜Ч?，但目前無直接證據(jù)表明，其是通過抑制鐵死亡發(fā)揮作用的。已有研究顯示，使用siRNA敲低12/15-LOX時，細(xì)胞對鐵死亡有抵抗力［22］。缺血小鼠大腦12/15-LOX表達(dá)和活性增加［68］，12/15-LOX敲除小鼠神經(jīng)元可免受腦缺血損傷［69］。較多12/15-LOX抑制劑，如ML351、LOXBlock-1、BW-B 70C已證實可明顯減小梗死體積，減輕缺血性腦卒中后腦損傷［69-71］。上述研究結(jié)果表明，12/15-LOX是缺血性腦卒中所致神經(jīng)元損傷中鐵死亡的關(guān)鍵因子，是開發(fā)治療缺血性腦卒中藥物的有潛力靶點。

4.2 基于中醫(yī)藥的鐵死亡干預(yù)研究

傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)將缺血性腦卒中歸屬于“中風(fēng)”范疇，中醫(yī)藥治療缺血性腦卒中有獨特的優(yōu)勢。目前，針灸、中藥提取物及復(fù)方等中醫(yī)療法已普遍用于治療腦卒中，對缺血性腦卒中的鐵死亡研究也有一定的進(jìn)展。

電針是在傳統(tǒng)針灸基礎(chǔ)上加入了電刺激，已普遍用于臨床治療。體外實驗顯示，電針可抑制OGD/R誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)元鐵死亡，和模型組相比，電針組下調(diào)了ACSL4、TF和糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）表達(dá)，上調(diào)了GPX4、Wnt1和β-catenin表達(dá)，推測可能與Wnt/β-catenin通路激活有關(guān)［72］。已有研究顯示，在腦缺血再灌注大鼠模型中，電針可減少鐵超載和氧化應(yīng)激損傷，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用［73］。相較于對照組，電針組刺激足三里、曲池等特定穴位，可減小梗死灶，顯著改善局灶性腦缺血大鼠神經(jīng)細(xì)胞線粒體損傷的鐵死亡［74］?？傊?，電針通過調(diào)節(jié)鐵相關(guān)蛋白和氧化應(yīng)激，緩解缺血性腦卒中的鐵死亡［75］。

越來越多的研究顯示，中藥提取物及中藥復(fù)方通過多種途徑抑制鐵死亡、保護(hù)腦細(xì)胞。基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)，歐海亞等［76］研究了中藥在調(diào)控鐵死亡方面的用藥規(guī)律，結(jié)果顯示，作用于鐵死亡多個靶點的6種化合物，以及15個潛在的鐵死亡靶點中的7個靶點對中藥高度敏感。針對鐵死亡機(jī)制發(fā)掘中藥及其有效成分治療缺血性腦卒中是有潛在價值的研究思路。地黃苷A可提高記憶力，恢復(fù)神經(jīng)損傷，與模型組相比，地黃苷A組MCAO大鼠認(rèn)知功能障礙和神經(jīng)功能缺損改善，進(jìn)一步研究顯示，其通過抑制細(xì)胞鐵死亡、激活磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositide 3-kinases，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）/NRF2和SCL7A11/GPX4信號通路改善腦缺血后認(rèn)知障礙［77］。有研究顯示，黃芩素降低了瞬時大腦中動脈閉塞（tMCAO）小鼠腦組織鐵死亡的鐵水平、脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物和形態(tài)特征，進(jìn)一步證實黃芩素抑制了RSL3（一種GXP4抑制劑）刺激的HT22細(xì)胞中鐵死亡的活性，黃芩素可能通過調(diào)節(jié)GPX4/ACSL4/ACSL3軸逆轉(zhuǎn)腦組織的缺血再灌注損傷［78］和PINK1-Parkin介導(dǎo)的線粒體自噬調(diào)節(jié)作用抑制鐵死亡［79］。對高良姜素的研究也得出了相似的結(jié)果，Guan等［80］研究顯示，高良姜素可激活SCL7A1/GPX4軸，抑制缺血再灌注后沙鼠海馬神經(jīng)元的鐵死亡。Chen等［81］研究顯示，黃芪作為傳統(tǒng)中藥，給予MCAO模型組大鼠模型治療后，與對照組比較，減小了大鼠腦梗死面積，改善了神經(jīng)元損傷，可能通過調(diào)節(jié)跨膜鐵轉(zhuǎn)運和鐵死亡實現(xiàn)的。但黃芪中發(fā)揮作用的具體成分尚未明確，仍需進(jìn)一步的研究發(fā)掘。丹紅注射液（Danhong Injection，DHI）是由丹參和紅花提取物制備成的標(biāo)準(zhǔn)化注射液，已廣泛用于治療心腦血管?。?2］。動物實驗發(fā)現(xiàn)，DHI治療的MCAO小鼠大腦梗死面積明顯減小，且線粒體壞死和鐵積累也受到調(diào)控，具有緩解缺血性腦卒中后神經(jīng)元鐵死亡的作用［83］。目前，中藥復(fù)方的研究逐漸增加，復(fù)方通絡(luò)湯（Compound Tongluo Decoction，CTLD）研究顯示，CTLD可緩解腦梗死，減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和鐵死亡，促進(jìn)腦血管生成，證實CTLD可能通過激活腦梗死大鼠的Sonic Hedgehog通路抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的鐵死亡［84］。腦泰方是防治腦卒中的復(fù)方，已在臨床上得到應(yīng)用［85］。相關(guān)研究顯示，腦泰方可上調(diào)熱休克轉(zhuǎn)錄因子1（heat shock factor 1，HSF1）/熱休克蛋白B1（heat shock proteins B1，HSPB1）通路，抑制神經(jīng)細(xì)胞鐵的吸收，調(diào)控腦鐵穩(wěn)態(tài)，并通過TFR1/二價金屬轉(zhuǎn)運蛋白1（divalent metal transporter 1，DMT-1）和SCL7A11/GPX4通路抑制MCAO大鼠鐵死亡［86-87］?，F(xiàn)階段中醫(yī)藥干預(yù)缺血性腦卒中后鐵死亡的研究有了一定的成果，但因中醫(yī)藥多成分、多靶點的特性，仍需要更多的相關(guān)研究進(jìn)行深入發(fā)掘，以期發(fā)揮中醫(yī)藥治療的獨特優(yōu)勢。

5 小結(jié)及展望

鐵死亡多機(jī)制的特點揭示其在缺血性腦卒中發(fā)揮著重要作用，是具有研究價值的治療策略。目前的藥物研究是基于已發(fā)現(xiàn)的機(jī)制以達(dá)到治療目的，但關(guān)于缺血性腦卒中鐵死亡的研究較少，有諸多問題亟待解決：首先，鐵死亡的產(chǎn)生機(jī)制尚未明確。雖然較多研究表明鐵水平、GPX4、ROS表達(dá)和細(xì)胞活力可評估鐵死亡，但未發(fā)現(xiàn)鐵死亡的特異性標(biāo)志物，其他程序性細(xì)胞死亡已有明確的標(biāo)志物。其次，目前的數(shù)據(jù)多數(shù)來自細(xì)胞和動物模型，缺乏大規(guī)模、長期的臨床研究。再次，中醫(yī)藥治療腦卒中具有多方法、多靶點的優(yōu)勢，但具體作用機(jī)制和信號通路的研究仍有欠缺。因此有必要對缺血性腦卒中病人進(jìn)行臨床研究，為改善大腦神經(jīng)保護(hù)提供分子靶點。今后應(yīng)梳理和總結(jié)與鐵死亡相關(guān)的信號通路，探討缺血性腦卒中病理過程中與鐵死亡相關(guān)的信號機(jī)制，進(jìn)一步發(fā)掘中藥及復(fù)方活性成分抑制鐵死亡的關(guān)鍵靶點，為治療缺血性腦卒中的提供新思路和有效策略。

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（收稿日期：2023-01-16）

（本文編輯薛妮）