主题：【分享】【金秋计划】原苏木素A靶向ACSL4和FTH1抑制铁死亡保护心肌损伤和心脏功能障碍

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发表于：2024/09/10 15:10:06 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

阿霉素（DOX）是一种有效的抗癌剂，但其临床应用受到剂量依赖性心脏毒性的限制，部分原因是心肌细胞铁死亡。原苏木素A（PrA）是从传统中药苏木中提取的活性成分，具有多种药理特性，包括抗氧化、抗炎和抗凋亡活性。作者之前的研究表明PrA可以通过NF-κB和Akt/mTOR对心脏移植和自身免疫性心肌炎发挥免疫抑制作用，但PrA在DOX诱导的心肌病（DIC）中的作用及其与铁死亡的关系仍不清楚。

PrA通过减少DOX诱导的铁死亡和维持线粒体稳态来减轻心肌损伤和功能障碍。此外，ACSL4和FTH1是PrA 的直接靶点。机制上，PrA 与ACSL4和FTH1直接结合，最终抑制ACSL4磷酸化和随后的磷脂过氧化，同时还阻止FTH1自噬降解和随后的Fe2+释放，从而抑制心肌细胞铁死亡。鉴于铁死亡在缺血-再灌注（IR）损伤发病机制中的关键作用，研究进一步确认PrA可以通过抑制铁死亡对IR引起的心脏损伤产生保护作用。

1、PrA 减轻DOX 引起的心肌损伤和心脏功能障碍为了研究PrA在DOX诱导的心脏毒性中的作用，作者通过建立DIC小鼠模型发现，PrA治疗显著提高了 DOX处理的小鼠的存活率，部分恢复心脏功能，表明对DOX诱导的心脏功能障碍具有保护作用。心肌损伤生物标志物和心脏组织病理学变化评估同样表明PrA可减轻DOX诱导的心脏损伤并预防心脏功能障碍，
2、PrA 抑制DOX诱导的心脏铁死亡为了阐明 PrA对DIC保护作用的分子机制，作者对三组小鼠（对照组、DOX组和DOX联合PrA治疗组）心脏进行RNA测序，发现DOX 条件组中铁死亡途径的富集程度最高，而PrA 治疗显著降低了 DOX 诱导的铁死亡。GSEA也证实DOX上调铁死亡，PrA 下调铁死亡，这表明 PrA 可能通过抑制铁死亡来预防 DIC。接着作者通过PCR和免疫印迹检测铁死亡标志物，以及通过检测铁死亡的关键特征如铁过载、脂质过氧化和细胞内ROS积累，脂质过氧化产物丙二醛水平，证实了PrA治疗可消除DOX诱导的结果，负向调节DIC小鼠的心脏铁死亡
3、PrA 减轻DOX诱导的心肌细胞铁死亡并维持线粒体功能接着作者研究了PrA在体外对大鼠H9c2细胞铁死亡的细胞保护机制，发现PrA 有效降低了 DOX 处理的心肌细胞对体外铁死亡的敏感性。线粒体依赖性铁积累和脂质过氧化是DOX诱导的铁死亡的关键因素，作者发现PrA治疗改善小鼠心脏组织中DOX介导的异常特征，如心肌细胞线粒体中Fe 2+和脂质过氧化物含量增加，线粒体收缩和线粒体膜密度增加等。这些结果证明了 PrA 对DOX诱导的线粒体依赖性铁死亡的保护作用4、ACSL4和FTH1被确定为PrA的直接结合靶点为了确定PrA抑制DOX介导的心肌细胞铁死亡的直接靶点，作者采用人类蛋白质组芯片的方法进行靶蛋白的筛选，KEGG 分析表明铁死亡相关通路在 PrA 结合蛋白组中富集。考虑到PrA在DOX介导的铁死亡中的重要作用，选择评分较高的参与铁死亡途径的前两种蛋白质（ACSL4 和 FTH1）进行进一步分析。Pulldown+WB证实了PrA与ACSL4 和 FTH1的结合，分子对接预测了结合模式和结合位点，CETSA发现PrA与ACSL4和FTH1发生物理相互作用，而ACSL4的Ile567/Pro445和FTH1的Gln84/Arg23突变后，PrA与ACSL4或FTH1的互作明显降低。总之，PrA直接与ACSL4和FTH1结合
5、PrA 阻止ACSL4磷酸化和活化来抑制DOX诱导的铁死亡ACSL4 是一种负责代谢多不饱和脂肪酸（PUFA）代谢的同工酶，其Thr328 磷酸化对于 ACSL4 酶促活化以增强铁死亡敏感性至关重要。作者考虑到PrA直接与ACSL4结合并抑制DOX 诱导的铁死亡，作者研究了 PrA 是否通过干扰 ACSL4 的酶促活化来防止DOX 诱导的铁死亡，结果证实PrA与ACSL4的结合会干扰ACSL4的Thr328磷酸化及其蛋白质表达。此外，PrA 与ACSL4 结合会抑制DOX诱导的ACSL4磷酸化和酶活性，进一步破坏下游 PUFA 代谢和脂质过氧化，进而抑制心肌细胞铁死亡
6、PrA 减少溶酶体中FTH1的自噬降解来预防 DOX 介导的铁死亡据报道，关键的铁蛋白亚基FTH1可通过与货物受体NCOA4结合并将含铁的铁蛋白复合物转移到自噬溶酶体进行自噬降解来介导铁蛋白吞噬，从而导致游离Fe2+的释放并增加细胞对铁死亡的敏感性。作者发现PrA可以直接与FTH1结合，并恢复DOX诱导的H9c2细胞中FTH1蛋白水平和细胞内 Fe 2+生成的改变，因此，推测推测 PrA可能破坏DOX介导的NCOA4-FTH1互作，随后通过与FTH1结合来干扰铁蛋白吞噬。免疫共沉淀等试验证实PrA 和 FTH1 的结合抑制了 DOX 引发的 NCOA4-FTH1 内部相互作用和 FTH1 蛋白自噬降解，从而改善了 DOX 诱导的心肌细胞铁死亡
7、PrA 介导的铁死亡抑制可减轻缺血-再灌注引起的心脏损伤和功能障碍最近的研究表明铁死亡与心肌 I/R 之间存在很强的相关性，这表明铁死亡干预可能在增强再灌注后心脏功能方面具有治疗益处。因此，作者测试了 PrA 治疗是否对心肌I/R 损伤有治疗作用。通过建立心肌 I/R 小鼠模型，发现PrA 具有抗铁死亡和保护心肌 I/R 损伤的活性

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