鐵死亡在中醫(yī)藥治療代謝相關(guān)性脂肪肝病中的作用機(jī)制及研究進(jìn)展

蘆美華，李 雯，崔立華，李彩霞，陳 明

代謝相關(guān)性脂肪肝（metabolic-associated fatty liver disease，MAFLD）在2020 年更名前被稱為非酒精性脂肪肝病[1]。MALFD 是當(dāng)今世界最常見的慢性肝臟疾病，以肝內(nèi)脂肪變性為主要病理特征，肝內(nèi)脂肪大量堆積與變性，會(huì)造成嚴(yán)重肝損害，甚至可能發(fā)展為肝纖維化、肝癌，已經(jīng)成為全球高度關(guān)注的疾病[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球MAFLD 的發(fā)病率約25%[3]，呈年輕化的趨勢(shì)，中國(guó)的發(fā)病率約20%，但呈現(xiàn)逐年上升狀態(tài)。MAFLD 目前尚無(wú)特效治療藥物，主要以調(diào)整飲食、增加鍛煉等為主[4]。MAFLD 的發(fā)病與多種因素有關(guān)，如炎癥、氧化應(yīng)激、脂質(zhì)代謝紊亂、胰島素抵抗、肥胖等，發(fā)病機(jī)制尚不明確。多數(shù)學(xué)者公認(rèn)的是“二次打擊假說(shuō)”或“多次打擊假說(shuō)”[5]。MAFLD 的潛在發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，因此不斷探索MAFLD 發(fā)病的新機(jī)制和治療靶點(diǎn)是MAFLD研究工作的重點(diǎn)。

肝細(xì)胞異常脂質(zhì)積累引起肝細(xì)胞死亡是肝臟單純脂肪變性向非酒精性脂肪性肝炎發(fā)展的關(guān)鍵[6]。鐵死亡是一種獨(dú)特的程序性細(xì)胞死亡方式，其形態(tài)學(xué)不同于凋亡、自噬、焦亡等死亡特點(diǎn)，具有自己獨(dú)特的形態(tài)學(xué)特征。研究發(fā)現(xiàn)鐵死亡參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展，如神經(jīng)系統(tǒng)疾病、腫瘤、心血管疾病及阿爾茨海默病等[7-9]。越來(lái)越多的研究表明，鐵死亡在MAFLD 發(fā)病過程起著關(guān)鍵的作用，肝內(nèi)鐵的過量沉積可能參與MAFLD 的發(fā)展，肝細(xì)胞以及肝內(nèi)巨噬細(xì)胞的鐵死亡可導(dǎo)致單純性脂肪變性發(fā)展為脂肪性肝炎，抑制鐵死亡可能成為MAFLD 的一種新的治療策略[10]。中醫(yī)藥治療MAFLD 的優(yōu)勢(shì)日益凸顯，以鐵死亡為靶點(diǎn)，探索中醫(yī)藥治療MAFLD 的作用機(jī)制，將為中醫(yī)藥的推廣應(yīng)用提供新的理論依據(jù)。本文系統(tǒng)總結(jié)了鐵死亡在MAFLD 中的作用機(jī)制，以及中醫(yī)藥通過調(diào)控鐵死亡減輕MAFLD 的相關(guān)研究。

1 鐵死亡

鐵死亡是2012 年新發(fā)現(xiàn)的一種獨(dú)特的程序性細(xì)胞死亡形式，其特征是細(xì)胞內(nèi)致死性的鐵依賴的脂質(zhì)活性氧的蓄積，同時(shí)伴隨著谷胱甘肽(glutathione，GSH) 依賴的脂質(zhì)過氧化修復(fù)系統(tǒng)的破壞[11]。這種新的細(xì)胞死亡模式在形態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)和生物化學(xué)上都不同于其他已知的死亡，包括凋亡、壞死、焦亡和自噬。鐵死亡形態(tài)變化主要表現(xiàn)為細(xì)胞膜不穩(wěn)定、細(xì)胞骨架重排、細(xì)胞體積縮小、線粒體脊減少或消失、線粒體膜密度增加以及線粒體外膜破裂等特點(diǎn)[12]。分子生物學(xué)特征表現(xiàn)為：GSH 和還原型輔酶Ⅱ （nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）降低、谷胱甘肽過氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）活性抑制、鐵累積和脂質(zhì)過氧化、環(huán)氧化酶2（cyclooxygenase-2，COX-2）水平增加、多不飽和脂肪酸磷脂耗盡、活性氧（reactive oxygen species, ROS）增加、副產(chǎn)物丙二醛(malondialdehyde, MDA) 和4-羥基壬烯酸（4-hydroxynonenal，4-HNE）產(chǎn)生[13]。鐵死亡參與多種疾病的生理、病理過程，包括癌癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病等，尤其與肝臟疾病密切相關(guān)，這可能與肝臟特殊的生理功能有關(guān)[14]。

2 鐵死亡發(fā)生機(jī)制的相關(guān)因素

鐵死亡的發(fā)生機(jī)制非常復(fù)雜，與多種因素相關(guān)，目前認(rèn)為主要與鐵的穩(wěn)態(tài)失衡、脂質(zhì)過氧化、SLC7A11-GSH-GPX4 軸失衡密切相關(guān)[15]。除此之外，一些核轉(zhuǎn)錄因子也對(duì)鐵死亡起著關(guān)鍵的調(diào)控作用，例如核因子紅細(xì)胞2 相關(guān)因子（Nrf2）、P53、STAT3 等[16]。

2.1 鐵穩(wěn)態(tài)失衡 鐵是人體必需的微量元素，循環(huán)中的鐵以三價(jià)鐵(Fe3+)形式存在，人體循環(huán)中的Fe3+通過轉(zhuǎn)鐵蛋白TRF 以及鐵蛋白受體TFR1 轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)，在溶酶體中被還原為Fe2+, 然后通過DMT1 和ZIP8/14 蛋白家族釋放到不穩(wěn)定鐵池中，鐵池內(nèi)不穩(wěn)定游離Fe2+增多，會(huì)通過芬頓反應(yīng)產(chǎn)生大量的ROS，然后與脂質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，引發(fā)鐵死亡[17]。研究表明，亞鐵離子水平越高，脂質(zhì)過氧化反應(yīng)越明顯，鐵死亡就會(huì)更嚴(yán)重[18]，導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生[19]。

2.2 脂質(zhì)過氧化 致命的脂質(zhì)過氧化作用會(huì)驅(qū)動(dòng)鐵死亡的發(fā)生。過多脂肪沉積，大量的游離脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化物反應(yīng)，產(chǎn)生大量的脂質(zhì)過氧化物（LPO）是誘導(dǎo)鐵死亡的關(guān)鍵因素[20]。酯酰輔酶A4 合成酶長(zhǎng)鏈家族成員4（ACSL4）催化長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸（PUFA）與輔酶A 連接后，被溶血磷脂酰膽堿?；D(zhuǎn)移酶3（LP3AT3）重新酯化為磷脂，從而增加細(xì)胞長(zhǎng)鏈PUFA 引導(dǎo)到膜磷脂和中性脂質(zhì)中，產(chǎn)生大量脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物4-HNE、MDA、磷脂LOOH 等[21]。這些產(chǎn)物可能會(huì)導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)完整性的破壞，引起細(xì)胞死亡。

2.3 系統(tǒng)Xc—-GSH-GPX4 軸失衡 系統(tǒng)Xc—是一種膜型胱氨酸/谷氨酸逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體，通常以1∶1 的比例輸入胱氨酸和輸出谷氨酸[22]。胱氨酸經(jīng)過酶促反應(yīng)還原為半胱氨酸，是生成GSH 的必要物質(zhì)。GSH 在抗氧化應(yīng)激、減輕脂質(zhì)過氧化中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。GPX4 是調(diào)控鐵死亡的關(guān)鍵酶，依賴GSH 將有毒的脂氫氧化物還原為無(wú)毒的脂質(zhì)醇，在鐵死亡調(diào)控中起著至關(guān)重要的防御作用[23]。GPX4 的直接或間接的失活，會(huì)導(dǎo)致鐵死亡的發(fā)生。如抑制Xc—系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致GSH的合成減少?gòu)亩笹PX4 失活，誘導(dǎo)鐵死亡的發(fā)生。RSL3 也可以直接抑制GPX4 的活性，造成鐵死亡[24]。

3 鐵死亡在MAFLD 疾病中的作用

鐵死亡通過多種方式參與MAFLD 的發(fā)生發(fā)展，其機(jī)制非常復(fù)雜，可能主要與脂質(zhì)過氧化、鐵離子失衡，GSH 的作用等密切相關(guān)，抑制鐵死亡可能成為治療MAFLD 疾病的新策略[25]。脂質(zhì)過氧化是鐵死亡的主要驅(qū)動(dòng)因素之一，當(dāng)脂質(zhì)過氧化發(fā)生時(shí)，脂質(zhì)通過增加ROS 成為過氧化的主要目標(biāo)。反過來(lái)，ROS 產(chǎn)生的增加導(dǎo)致氧化應(yīng)激的增加，而氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化在MAFLD 的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用[26]。脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物中，MDA 和4-HNE 是研究最廣泛的兩種醛，兩者都與MAFLD 的不同階段有關(guān)[27]。Imai 等[28]發(fā)現(xiàn)，在MAFLD 患者中存在不同程度的脂質(zhì)過氧化標(biāo)志物（如MDA、4-HNE）升高。不僅脂質(zhì)代謝異常參與了MAFLD 的發(fā)生，而且鐵代謝失衡也可能影響MAFLD 的發(fā)生[29]。肝臟是機(jī)體重要的儲(chǔ)鐵器官，鐵的代謝失調(diào)會(huì)加重MAFLD 的進(jìn)展[30]。早在2012 年，有學(xué)者就發(fā)現(xiàn)鐵含量的多少與MAFLD 的損傷程度密切相關(guān)，MAFLD 血清中的鐵＞1.5 倍正常值上限，患者的肝臟鐵沉積越多，組織炎癥就越明顯，就會(huì)促進(jìn)MAFLD 向NASH 或者纖維化的進(jìn)一步發(fā)展[31]。減少肝中鐵含量，可以改善MAFLD 患者的肝損傷。Tsurusaki 等[32]研究發(fā)現(xiàn)，通過CDE 飲食喂養(yǎng)的小鼠MAFLD 模型，在發(fā)展為NASH 過程中，鐵死亡先于凋亡發(fā)生，所以抑制鐵死亡就可能控制MAFLD 的發(fā)展。閔軍霞教授團(tuán)隊(duì)于2017 年在全球首次利用多種鐵過載性基因敲除小鼠模型發(fā)現(xiàn)并闡明鐵死亡是誘發(fā)肝臟損傷中的重要致病機(jī)制[33]。綜上，鐵死亡是由鐵離子驅(qū)動(dòng)的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物而導(dǎo)致的一種細(xì)胞死亡方式，鐵過量和脂質(zhì)過氧化可能參與MAFLD 的發(fā)生發(fā)展，因此抑制鐵死亡有望成為治療MAFLD 的新靶點(diǎn)。

4 中醫(yī)藥通過調(diào)控鐵死亡改善MAFLD

MAFLD 發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，臨床獲批用于治療MAFLD 的藥物很少，中醫(yī)藥在預(yù)防和治療MAFLD 中發(fā)揮著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，治療效果也得到廣泛的認(rèn)可。中醫(yī)對(duì)MAFLD 的定義是“肝癖”“脅痛”“積聚”。認(rèn)為本病的發(fā)生與飲食不節(jié)、情志失調(diào)、稟賦不足等有關(guān)。其病位在肝，涉及脾、腎等臟腑，肝體用失調(diào)，脾腎虧虛為本病的病機(jī)，而痰、濕、濁、瘀、熱是本病的主要病理因素[34]。中醫(yī)以辨證論治為原則，以疏肝理氣、化痰降濁、健脾利濕等為治法，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、改善肝功能、改善胰島素抵抗、減輕氧化應(yīng)激水平、調(diào)節(jié)腸道菌群失衡和抑制炎癥因子釋放[35]。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明，中藥及其有效成分可以通過調(diào)節(jié)鐵死亡改善MAFLD。

4.1 中藥復(fù)方通過抑制鐵死亡改善MAFLD 臨床積累了很多治療MAFLD 的中藥傳統(tǒng)方及經(jīng)驗(yàn)方，治療效果令人滿意。大量的研究工作揭示，鐵死亡是重要的調(diào)控靶點(diǎn)，解釋了藥物的治療效果，為其臨床推廣應(yīng)用提供新的理論依據(jù)。

4.1.1 澤瀉湯 出自《金匱要略》，具有利水滲濕，健脾益氣之功效，臨床中常用來(lái)治療脾虛型MAFLD。一項(xiàng)對(duì)澤瀉湯的基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，澤瀉湯發(fā)揮其降脂、抗炎的機(jī)理主要是激活了Nrf2 抗氧化通路，提高了SOD、GSH 的含量，從而抑制了鐵死亡，改善了MAFLD[36]。

4.1.2 加味二至丸 是滋補(bǔ)肝腎的常用方，包括墨旱蓮、女貞子、淫羊藿三味藥。廣州中醫(yī)藥大學(xué)馬貴萍等[37]通過建立MAFLD 小鼠高脂模型，給予加味二至丸干預(yù)，發(fā)現(xiàn)給藥組小鼠SLC7A11、GPX4、FTH1 表達(dá)水平明顯高于模型組，P53、COX2、NOX1等水平降低，表明此方可能是通過抑制鐵死亡途徑來(lái)改善脂質(zhì)沉積。

4.1.3 丹蔞片 是由丹參、川芎、瓜蔞、赤芍、薤白、葛根、骨碎補(bǔ)、郁金、澤瀉和黃芪等中藥組成，具有化瘀散結(jié)、益氣通陽(yáng)功效，臨床認(rèn)為該方具有改善肝臟損傷和脂質(zhì)沉積的作用，常用來(lái)治療MAFLD。張新等[38]研究發(fā)現(xiàn)，丹蔞片的降脂、護(hù)肝作用可能與抑制鐵死亡有關(guān)。該項(xiàng)研究利用動(dòng)物模型以及細(xì)胞模型，進(jìn)行藥物干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)丹蔞片組血清膽固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白膽固醇（LDLC）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）及Fe2+水平顯著降低（P<0.05），肝細(xì)胞腫脹變性情況減輕，脂肪空泡及橘紅色脂滴數(shù)量顯著減少；GPX4 和FTH1 蛋白表達(dá)水平升高，肝組織GSH 和SOD 水平顯著升高，MDA、腫瘤壞死因子（TNF）-α 和白細(xì)胞介素（IL）-6 水平顯著降低。

4.1.4 化脂復(fù)肝顆粒 由陜西省中醫(yī)院張瑞霞主任研制，在臨床表現(xiàn)了很好的降血脂、抗炎等作用。葉苗青等[39]為了解其降脂機(jī)制進(jìn)行了一系列研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其降脂抗炎等作用與激活核因子（NF）-кB通路抑制鐵死亡有關(guān)。

4.2 中藥單體抑制鐵死亡改善MAFLD 中藥單體是從中藥中提取的有效活性成分，近期研究發(fā)現(xiàn)多種中藥單體可以通過抑制鐵死亡，發(fā)揮治療MAFLD 的作用。

4.2.1 銀杏內(nèi)酯B 是從銀杏葉中提取的單體，臨床常用來(lái)治療心腦血管疾病，具有很好的抗凝、降脂、延緩衰老等作用。最近研究發(fā)現(xiàn)銀杏內(nèi)酯B 在治療MAFLD 疾病中具有明顯的降脂效果。為研究其降脂機(jī)理，Yang 等[40]對(duì)銀杏內(nèi)酯B 開展了相關(guān)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)銀杏內(nèi)酯B 是通過激活Nrf2/HO-1 抗氧化信號(hào)通路，提高GPX4 表達(dá)，加速清除ROS 的能力，減少脂質(zhì)過氧化物的堆積，抑制鐵死亡改善氧化應(yīng)激、減輕了脂肪沉積，改善了MAFLD 的癥狀。

4.2.2 黃芪甲苷 是黃芪中的一種純化的三萜類皂苷，具有降脂、抗氧化、提高免疫等作用，臨床用來(lái)治療多種疾病。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷可以通過調(diào)控鐵死亡抑制巨噬細(xì)胞脂質(zhì)沉積，改善MAFLD 的癥狀[41]。該實(shí)驗(yàn)通過棕櫚酸誘導(dǎo)RAW264.7細(xì)胞，然后給予黃芪甲苷處理，結(jié)果顯示黃芪甲苷藥物組的脂滴明顯減少，鐵死亡相關(guān)因子SLC7A11和GPX4 的表達(dá)顯著增加，氧化產(chǎn)物ROS、MDA 顯著減少。結(jié)果提示黃芪甲苷可以通過抑制巨噬細(xì)胞鐵死亡治療MAFLD。

4.2.3 丹參酮IIA 是來(lái)源于傳統(tǒng)中藥丹參的提取物，具有抑制炎癥、抗動(dòng)脈粥樣硬化、降脂等多種作用。一項(xiàng)對(duì)丹參酮ⅡA 的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，該藥通過抑制鐵死亡途徑發(fā)揮改善MAFLD 的作用，丹參酮ⅡA 增強(qiáng)了SOD 以及GPX4 的活性，降低了ROS和MDA 的產(chǎn)生，SLC7A11 和FTH1 蛋白及mRNA的水平顯著升高，減輕氧化應(yīng)激，從而抑制肝細(xì)胞死亡，減輕肝臟脂肪變性[42]。

一直以來(lái)，中醫(yī)藥在MAFLD 治療中都發(fā)揮了重要的作用，前人積累了大量的經(jīng)驗(yàn)方和自擬方，效果都非常明顯，但因缺乏藥理學(xué)證據(jù)而影響了藥物的推廣。

5 思考與展望

肝臟是重要的儲(chǔ)鐵器官，同時(shí)也是重要的脂代謝器官，鐵死亡在MAFLD 的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。然而肝組織微環(huán)境中存在多種細(xì)胞，如肝臟巨噬細(xì)胞、肝星狀細(xì)胞以及血管內(nèi)皮細(xì)胞都參與了MALFLD 進(jìn)展，但鐵死亡在各種細(xì)胞中的作用及如何影響MAFLD 尚未完全闡明。一系列的臨床研究和MAFLD 模型都表明多種中醫(yī)藥在治療MAFLD方面發(fā)揮著明確的作用。最近幾年已有研究證實(shí)部分中藥可以通過調(diào)控鐵死亡發(fā)揮治療MAFLD 的作用。但鐵死亡是否是中醫(yī)藥治療MAFLD 的重要靶點(diǎn)尚需要大量研究和探討。在未來(lái)的研究工作中，探究肝組織中不同細(xì)胞鐵死亡是如何參與MAFLD的發(fā)生、發(fā)展以及中醫(yī)藥是如何調(diào)控不同細(xì)胞類型的鐵死亡來(lái)改善MAFLD 的癥狀，將是研究的一個(gè)重點(diǎn)。隨著研究的不斷深入，鐵死亡將作為一個(gè)新的靶點(diǎn)豐富中醫(yī)藥的治療機(jī)制，為其臨床的推廣應(yīng)用提供新的理論依據(jù)。