Phenethyl Isothiocyanate

引言：TP53的核心地位与研究背景 ◆ 发现历程：1979年首次被鉴定为与SV40大T抗原结合的细胞因子，初期被误认为癌蛋白，后证实为关键抑癌基因。 ◆ 核心功能：调控细胞周期、DNA修复、凋亡、自噬、代谢及免疫应答等多种细胞过程，参与癌症所有特征的调控。 ◆ 基因别称：因功能重要性获“基因组守护者”“死亡之星”等多个称号，研究热度极高(超12万篇论文、25万个突变记录)。 ◆ 突变频率：人类癌症中最常突变的基因，约50%的恶性肿瘤(如结直肠癌、卵巢癌、食管癌、肺癌等)存在改变，包括编码区基因突变、病毒介导的功能抑制(如HPV的E6蛋白)、MDM2扩增导致的蛋白不稳定，热点突变包括R175H、R248Q、R273H等，可导致功能丧失(LOF)或功能获得(GOF)。 ◆ 突变特征：部分突变与致癌物暴露相关(如黄曲霉毒素B1导致肝癌codon249的G→T转换)，CpG位点的G:C→A:T转换为常见自发突变类型。 ◆ 突变异质性：不同癌症类型的突变频率差异显著，甲状腺癌仅5%-10%，高级别浆液性卵巢癌、小细胞肺癌接近100%；部分癌症(如前列腺癌、白血病)的突变率随疾病进展或治疗升高。 ◆ 核心功能：作为转录因子，调控细胞周期阻滞(CDKN1A/p21)、DNA修复(GADD45家族)、凋亡(BAX、PUMA)、衰老等通路；同时具备非转录功能，参与线粒体介导的细胞死亡。 TP53基因突变的分子特征 TP53基因与蛋白结构 ◆TP53基因结构：长约20kb，含11个外显子，编码393个氨基酸组成的锌配位蛋白。 ◆p53蛋白：p53蛋白是一种转录因子，包含五个核心的结构域： ①转录激活域(TAD1：aa21-28；TAD2：aa47-55)：激活细胞周期阻滞(如CDKN1A)和凋亡相关基因(如BAX、PUMA)转录，结合MDM2。 ②脯氨酸富集域(PRD：aa62-94)：参与肿瘤抑制相关信号传递，调控细胞凋亡。 ③DNA结合域(DBD：aa94-292)：与靶基因的p53响应元件(5'-RRRCWWGYYY-3')直接结合。因结构脆弱，单个氨基酸替换即影响功能，是突变高发区(>90%突变集中于此)。 ④四聚化域(TET：aa318-355)：促进p53单体形成四聚体，增强DNA结合活性，依赖反平行β-折叠和α-螺旋稳定结构。 ⑤C端调控域(RD：aa363-393)：含核定位/输出信号及翻译后修饰位点，可折叠至DBD抑制DNA结合，调控DBD与DNA的结合效率，维持蛋白静息状态。 图1 p53和MDM2功能域的示意图 p53蛋白的功能调控机制 ◆静息状态：正常细胞中p53通过MDM2/MDMX复合物介导的泛素化降解，维持低表达水平，以细胞质二聚体形式存在(DNA结合效率低)。 ◆转录调控机制 ①正负反馈网络：MDM2-MDM4异二聚体是主要负调控因子，MDM2通过泛素化降解p53；ARF蛋白可隔离MDM2，促进p53核积累；PI3K-AKT通路通过磷酸化MDM2增强其活性，同时促进p53乙酰化激活。 ②应激激活：DNA损伤通过ATM/ATR-CHK1/2激酶磷酸化p53，代谢应激通过AMPK激活p53，病毒感染、癌基因激活等也可通过不同通路触发p53活化。 ◆翻译后修饰(PTMs)：磷酸化(ATM/ATR激酶)抑制降解、乙酰化(p300/CBP)增强DNA结合，泛素化(MDM2)调控降解，甲基化、糖基化等进一步拓展功能多样性。 ①磷酸化：ATM/ATR介导S15、S37磷酸化，阻断MDM2结合并稳定p53；TAF1磷酸化Thr55可促进p53降解。 ②乙酰化：p300/CBP催化K382乙酰化，增强p53-DNA结合能力；SIRT1介导的去乙酰化可抑制p53凋亡功能。 ③泛素化：MDM2介导的K48泛素化促进p53降解，是核心调控轴。 ◆非转录功能 ①线粒体通路：p53定位于线粒体，与BAX/BAK相互作用促进外膜通透化，释放细胞色素c启动凋亡；竞争结合抗凋亡蛋白MCL1，解放BIM等促凋亡因子。 ②交叉调控：参与铁死亡、坏死性凋亡，通过释放损伤相关分子模式(DAMPs)激活炎症小体。 图2 p53的信号通路 突变类型与作用机制 ◆ 主要突变类型：错义突变占比最高(涉及>190个密码子)，另有截短突变、剪接位点突变、框内插入/缺失等。 ◆突变体的三大作用机制 ①功能丧失(LOF)：丧失对p53靶基因的转录调控能力，导致细胞周期失控、DNA损伤无法修复。 ②显性负效应(DNE)：突变体与野生型p53形成异源四聚体，抑制野生型蛋白功能(需保留野生型等位基因)。 ③功能获得(GOF)：部分突变体获得新致癌活性，如促进细胞增殖、转移、代谢重编程及治疗抵抗，但近年研究对GOF的普遍性提出质疑，认为LOF和DNE是主要特征。 ◆热点突变：约30%错义突变集中于6个热点密码子，产生8种高频突变体(R175H、G245S、R248Q/W、R249S、R273C/H、R282W)，分为两类： ①接触突变(R248Q/W、R273C/H)：破坏与靶基因DNA的结合，部分或完全丧失功能。 ②构象突变(R175H、G245S、R249S、R282W)：导致蛋白折叠异常，丧失锌配位功能。 图3 TP32突变的频率和位置 突变体的功能影响 ◆细胞定位相关功能：核定位突变体(如P151H、R282W)可抑制自噬，细胞质定位突变体(如E258K、R273H)无此作用。 ◆相互作用网络：突变体可结合NF-Y、YAP等转录因子，异常激活细胞周期基因(如cyclinA/B、CDK1)；拮抗p63/p73的抑癌功能。 ◆临床关联：与肿瘤侵袭性增强、放化疗抵抗(如上调MDR1基因导致药物外排)、患者预后不良密切相关，生殖系突变(如Li-Fraumeni综合征)导致早发癌症风险升高。 癌症中的TP53突变 ◆突变特征：多为错义突变(分散于蛋白序列)，经典失活模式为“单等位基因突变+17号染色体短臂缺失”，部分存在拷贝中性杂合性丢失(CN-LOH)。 图4 癌细胞中p53网络的失调 ◆临床意义 ①预后价值：突变与肿瘤遗传不稳定性、治疗抵抗、患者短生存期相关。 ②临床应用：仅少数癌症(慢性淋巴细胞白血病CLL、急性髓系白血病AML、套细胞淋巴瘤MCL)将TP53突变作为常规诊断指标，指导治疗决策(如CLL中del(17p)提示化疗耐药)。 ③特殊场景：健康人群中TP53突变可导致克隆性造血(CH)，是白血病的前驱状态；治疗相关髓系肿瘤(tMNs)中TP53突变率高，与不良预后相关。 表1 一些常见癌症中的Tp53突变及其引起的影响 生殖系突变与多态性 ◆生殖系突变：与Li-Fraumeni综合征(LFS)相关，常染色体显性遗传，表现为早发癌症(肾上腺皮质癌、肉瘤、乳腺癌等)，penetrance高且女性风险更高。 ◆创始人突变：巴西人群的p.R337H、德系犹太人的p.G334R、中东人群的p.R181C，功能影响各异(如p.R337H仅在低pH下表现弱LOF)。 ◆多态性：非致病性SNPs广泛存在，最常见的p.P72R(rs1042522)影响蛋白折叠和凋亡活性，部分罕见SNPs(如rs78378222)与癌症风险升高相关，但目前均未用于临床。 TP53相关信号通路 p53的激活与调控机制 ◆应激信号激活途径 ①DNA损伤：通过ATM/ATR/CHK1/CHK2激酶磷酸化p53，阻断MDM2结合，促进p53积累。 ②癌基因激活：依赖ARF蛋白结合MDM2，抑制p53降解。 ③营养缺乏/缺氧：通过AMPK/mTOR通路、IKKβ磷酸化等机制激活p53，缺氧环境下MDM2抑制剂仍保持活性。 ④病毒感染：部分病毒蛋白(如HPVE6)抑制p53，部分(如西尼罗河病毒衣壳蛋白)可诱导p53激活。 ◆负反馈调控网络 ①MDM2-p53环路：p53转录激活MDM2，MDM2通过泛素化降解p53，形成核心负反馈。 ②PPM1D-p53环路：p53诱导PPM1D磷酸酶表达，去磷酸化p53上游激酶，抑制p53激活。 ③其他调控：MDM4(无E3连接酶活性)抑制p53转录功能，cyclinG、PTEN/AKT等参与辅助调控。 图5 在生理条件下，细胞应激通过翻译后修饰促进p53的激活和稳定 TP53相关信号通路 ◆促肿瘤抑制通路 ①细胞周期阻滞：激活靶基因CDKN1A(编码p21)，抑制cyclin/CDK复合物，阻止RB磷酸化，阻断G1/S期转换，避免损伤DNA复制。 ②凋亡通路：直接转录激活BAX、PUMA、NOXA(内在通路)和FAS、DR5(外在通路)，介导应激细胞凋亡。 ③其他通路：调控DNA修复(Gadd45a、XPC)、自噬、衰老、免疫应答等，覆盖多维度细胞应激反应。 ◆转录抑制通路(p53-p21-DREAM通路)：p53激活p21后，通过hypophosphorylatedRB维持DREAM复合物稳定性，抑制细胞周期相关基因(如DNA复制、修复基因)表达，增强细胞周期阻滞效果。 图6 p21在响应p53活化时的双重功能 p53在肿瘤微环境与免疫调节中的作用 图7 诱导p53的刺激及受p53激活影响的细胞程序 ◆血管生成调控 ①抑制机制：wtp53直接结合HIF-1α并促进其降解，抑制VEGF、bFGF等促血管生成因子转录；激活TSP-1、BAI1等血管抑制基因表达。 ②突变体效应：mutp53可上调VEGF表达，增强胰腺癌、卵巢癌的血管生成与转移能力。 ◆免疫监视调控 ①免疫激活：wtp53上调MHC-I分子和抗原加工相关基因(TAP1、ERAP1)，增强肿瘤抗原呈递；诱导IFN-β分泌，促进树突状细胞成熟和NK细胞cytotoxicity；下调CD47、IDO1等免疫检查点分子。 ②免疫逃逸：mutp53可结合PD-L1启动子，上调其表达；通过增强MDSCs的ARG1、IDO2表达，构建immunosuppressive微环境，降低免疫治疗响应。 图8 p53调节免疫系统的反应 ◆肿瘤微环境炎症调节 ①wtp53：抑制NF-κB通路，减少IL-6、IL-8等促炎细胞因子分泌，阻断MDSCs招募和M2巨噬细胞极化。 ②mutp53：与HIF1α形成复合物，激活COX-2/mPGES-1通路，通过PGE2维持NF-κB活化，形成慢性炎症回路，促进EMT和转移。 图9 p53的异常会影响其免疫环境 p53与癌症代谢重编程 ◆葡萄糖代谢 ①抑制Warburg效应：wtp53下调GLUT1/3等葡萄糖转运体，通过TIGAR降低果糖-2,6-二磷酸水平，抑制糖酵解；促进丙酮酸脱氢酶(PDH)活性，增强三羧酸循环(TCA)和氧化磷酸化(OXPHOS)。 ②糖异生调控：p53可诱导G6PC、PCK2等糖异生相关基因，也可通过SIRT6抑制G6PC和PCK1，调控具有组织特异性。 图10 p53调控糖酵解和线粒体的功能 ◆脂质与氨基酸代谢 ①脂质代谢：wtp53通过上调CROT、CPT1A促进脂肪酸β-氧化；抑制SREBP-2成熟，阻断甲羟戊酸(MVA)通路；mutp53则激活MVA通路，加速乳腺癌、肝癌进展。 ②氨基酸代谢：p53通过GLS2调控谷氨酰胺分解，维持ROS稳态；serine饥饿时，p53诱导p21介导细胞周期阻滞，优先保障谷胱甘肽(GSH)合成。 ◆其他代谢通路 ①核苷酸代谢：抑制IMPDH酶减少GTP合成，同时通过p53R2激活核糖核苷酸还原酶，保障DNA修复所需核苷酸供应。 ②铁代谢：调控HAMP、TFR1等基因，减少细胞铁吸收与储存，抑制铁依赖的肿瘤增殖和转移。 图11 p53通过调控中心碳、氨基酸和脂质代谢来协调代谢网络 p53与癌症干细胞(CSCs)及治疗抵抗 ◆CSCs干性调控 ①wtp53：抑制CSC标志物(CD44、CD133、ALDH1A1)表达，通过miR-34a靶向CD44，阻断前列腺癌、胰腺癌CSCs自我更新。 ②mutp53：上调CSCs相关基因(ALDH1A1、LGR5)，抑制miR-130b/194，通过Zeb1、Bmi1促进EMT和干细胞表型。 ◆治疗抵抗机制 ①药物外排：mutp53上调ABC转运体(MDR1)，增强化疗药物外排。 ②抗凋亡增强：mutp53升高Bcl-2、Bcl-xL表达，抑制Bax、Bid等促凋亡蛋白。 ③DNA修复增强：mutp53促进CSCs高表达DNA修复基因，抵消放化疗诱导的DNA损伤。 ④代谢适应：mutp53增强糖酵解和乳酸分泌，构建酸性微环境，削弱免疫细胞功能。 图13 CSCs与MUTP53的相互作用 TP53在非肿瘤性疾病中的作用 ◆骨髓衰竭综合征(如范可尼贫血、Diamond-Blackfan贫血)：慢性细胞应激(端粒损伤、核糖体功能异常、DNA修复缺陷)导致p53持续激活，引发造血干细胞凋亡或衰老，进而导致贫血和骨髓衰竭；部分患者通过somaticTP53突变获得“遗传拯救”，但增加白血病风险。 ◆ 发育障碍(如CHARGE综合征、TreacherCollins综合征)：p53过度激活导致组织特异性细胞死亡，与CDH7、TCOF1等基因突变相关，表现为先天性畸形。 图14 p53的激活增加可能导致骨髓衰竭综合征和白血病 TP53作为癌症治疗靶点的研究进展 图15 针对人类癌症中p53的靶向策略 降解突变体p53 ◆核心机制：通过破坏突变体与分子伴侣(如Hsp90)的结合，或激活泛素-蛋白酶体通路，促进突变体降解。 图16 MUTP53蛋白稳定性背后的机制及相关干预策略的发现 ◆关键途径与药物 ①分子伴侣干扰：HSP90抑制剂(如Ganetespib)、HDAC6抑制剂(如SAHA)破坏mutp53与分子伴侣的结合，促进泛素化降解。 ②甲羟戊酸通路抑制：他汀类药物通过减少甲羟戊酸-5-磷酸，破坏mutp53与DNAJA1的相互作用，增强其被MDM2/CHIP降解的敏感性。 ③谷胱甘肽(GSH)调控：2-AAPA通过抑制GSH还原酶，选择性促进mutp53谷胱甘肽化及泛素化降解，对wtp53无影响。 ④自噬诱导：藤黄酸、姜黄素锌复合物等通过自噬途径清除mutp53(如R175H、R280K突变)。 表2 靶向MUTP53蛋白稳定性分子总结 恢复野生型p53功能 ◆核心机制：通过小分子药物诱导突变体构象重构，恢复其转录调控活性。 图17 用于p53突变肿瘤的一些小分子化合物结构以及作用机制 ◆代表性药物及临床进展 ①APR-246(PRIMA-1Met)：通过代谢产物MQ结合mutp53半胱氨酸残基，修复构象，同时干扰细胞redox平衡。联合阿扎胞苷治疗TP53突变MDS/AML，Ⅲ期试验完全缓解率从22.4%提升至34.6%，但存在死亡率升高风险；在卵巢癌中可增强深度缓解，但毒性增加。 ②PEITC(十字花科植物提取物)：特异性靶向R175H、P223L突变体，同时降低突变体蛋白水平，处于Ⅰ-Ⅱ期临床试验。 ③PC14586：口服小分子，特异性修复Y220C突变体，获FDA快速通道资格，用于晚期实体瘤(客观缓解率38%)，处于Ⅰ期临床试验，安全性可控，但Y220C突变罕见限制适用范围。 ④三氧化二砷(ATO)：针对结构型mutp53，通过结合DBD域稳定构象，对390种常见结构突变有功能恢复作用，大多处于Ⅰ-Ⅱ期临床试验。但治疗窗窄，可靶向突变在泛癌中仅占0.48%。 ⑤葡萄糖酸锑钠(SSG)：重定位温度敏感型突变体，拯救65种非热点突变，处于Ⅱ期临床试验。 ⑥COTI-2(锌螯合剂)：抑制R175H、R273H等突变体错误折叠，处于Ⅰ期临床试验。 ◆其他潜在药物：RITA、CP-31398(均能恢复多种热点突变体功能，未进入临床)；PK7088(靶向Y220C)、ZMC1(靶向R175H)。 表3 临床试验中重新激活MUTP53分子的总结 其他治疗方向 ◆p53相关基因治疗 ①wtp53基因递送：Gendicine(重组人p53腺病毒)为首个获批基因治疗药物(中国2003年)，用于头颈部鳞癌，联合放化疗可提升疗效；SGT-53(阳离子脂质体负载wtp53DNA)在Ⅰ期试验中使7/11例晚期实体瘤患者疾病稳定。 ②RNA治疗：siRNA可特异性沉默mutp53mRNA(如针对R248W突变)，但存在稳定性差、细胞穿透难等问题，需依赖递送系统。 ③CRISPR-Cas9编辑：碱基编辑器可纠正TP53错义突变，但可能激活p53通路导致细胞周期arrest，且校正效率有待提升(如乳腺癌细胞中校正率仅7.6%)。 图18 基于p53的基因治疗 ◆ PROTAC降解策略 ①核心机制：双功能分子将mutp53与E3泛素连接酶偶联，诱导其蛋白酶体降解。 ②代表性药物：dp53m-RA(RNA适配体PROTAC)、dp53m(DNA适配体PROTAC)可特异性降解p53-R175H突变体，抑制肿瘤增殖且无系统性毒性。 ◆免疫治疗：靶向突变体新抗原的疫苗、双特异性抗体、工程化T细胞疗法。 ◆MDM2抑制剂：适用于野生型TP53肿瘤，通过阻断MDM2-p53相互作用升高p53水平(尚未获批)。 靶向mutp53的纳米治疗策略 递送mutp53激活剂 ◆核心优势：提升药物靶向性、保护药物稳定性、降低脱靶毒性。 ◆典型纳米载体与应用 ①Cer-RUB纳米胶束：递送C16-神经酰胺，恢复mutp53细胞中wtp53表达及p21水平。 ②MtrapNPs：模拟ARF蛋白螯合MDM2，同时递送ATO，拯救p53突变并增强肿瘤抑制。 ③CD19靶向聚合物囊泡：共递送p53激活肽ATSP-7041与BCL-2抑制剂ABT-263，降低DLBCL治疗毒性。 表4 用于递送MUTP53再活化剂的纳米制剂 触发mutp53清除 ◆锌离子递送系统：Zn²+可诱导mutp53构象转换并促进降解，锌负载纳米颗粒(如ZnFe-4、ZIF-8、Mn-ZnO₂)在酸性TME中释放Zn²+，同时通过ROS生成、GSH消耗增强抗肿瘤效应。 图19 ZIF-8@MnO2纳米颗粒合成过程及MUTP-53降解机制的示意图 ◆药物递送系统 ①黑磷纳米片(PEITC修饰)：整合PEITC降解mutp53，联合光热治疗逆转多药耐药。 ②氟铂-PEG-PE纳米颗粒：共载顺铂与瑞舒伐他汀，降解mutp53并激活wtp53，缓解顺铂耐药。 ◆ 固有清除活性纳米材料 ①PEGylated-CeO₂-NPs：通过ROS生成促进mutp53泛素化降解，选择性杀伤p53突变癌细胞。 ②线粒体靶向纳米制剂(如HA-TPP、AIE-Mit-TPP)：诱导线粒体损伤并降解mutp53，与KRAS抑制剂协同作用于KRAS/TP53共突变肿瘤。 ◆生物模拟纳米受体(NR)：通过mutp53结合肽(MBP)特异性识别mutp53，诱导自噬降解，联合顺铂前药可增强细胞毒性。 表5 用于触发MUTP53清除的纳米配方 靶向递送合成致死化合物 ◆ ADA@MOF-EPL纳米制剂：pH响应性金属有机框架，靶向递送adavosertib，超声照射可加速药物释放并生成ROS，增强WEE1抑制剂对p53突变细胞的合成致死效应，降低系统毒性。 图20 ADA@MOF-EPL合成及其处理机制的示意图 纳米介导的p53基因治疗 ◆基因递送载体：CS修饰硅纳米颗粒、Chol-5LD纳米脂质体等可高效递送p53质粒，提升肿瘤细胞转染效率，诱导凋亡。 表6 基于p53基因治疗的纳米策略 ◆mRNA递送：redox响应型纳米颗粒、PAL纳米颗粒(共载紫杉醇与p53mRNA)可实现靶向递送，联合mTOR抑制剂或免疫检查点抑制剂可增强疗效。 ◆基因编辑递送：金纳米颗粒(bPEI修饰)可增强mutp53靶向gapmers的递送效率，腺病毒载体递送碱基编辑器可同时校正TP53与EGFR突变，提升吉非替尼敏感性。 表7 通过基因方法消蚀p53表达的纳米策略，用于癌症治疗 递送wtp53蛋白 TPP修饰EVs、LHRH肽偶联纳米胶囊：可靶向递送重组wtp53蛋白至肿瘤细胞，激活Bcl-2/Bax凋亡通路，无明显全身毒性。 表8 用于癌症治疗的纳米策略，用于递送wtp53蛋白 MDM2抑制剂的联合治疗策略 MDM2抑制剂的现状与局限 ◆核心作用：通过阻断MDM2-p53结合激活p53，代表药物包括nutlin-3a、idasanutlin、sulanemadlin等，已完成Ⅲ期临床试验，但存在突变克隆选择导致的耐药问题。 ◆单药临床困境： ①疗效有限：仅对白血病、淋巴瘤、神经母细胞瘤等少数癌种敏感，多数肿瘤仅出现细胞周期阻滞，难以诱导凋亡。 ②毒性显著：血液毒性(中性粒细胞减少、血小板减少)为类效应，源于骨髓细胞中p53激活导致的增殖抑制。 ③临床失败案例：sulanemadlin因严重中性粒细胞减少和脱发终止临床试验(NCT05622058)。 ◆优化策略： ①给药方式：间歇给药可降低血液毒性，维持疗效。 ②药物形式：MDM2PROTAC降解剂(如MD-224)在小鼠模型中显示低毒性，仍需临床验证。 ③联合治疗：目前最核心的优化方向，通过协同激活p53网络或靶向肿瘤依赖通路提升疗效。 调控p53网络的协同药物 ◆染色质修饰剂：HDAC抑制剂(SAHA、entinostat)可增强p53靶基因表达，与MDM2抑制剂协同诱导凋亡，纳米共递送可降低血液毒性。 ◆翻译组调节剂：nelfinavir、guanabenz等抑制eIF2α去磷酸化，激活整合应激反应(ISR)，促进p53靶基因翻译，增强凋亡效应。 ◆蛋白酶体抑制剂：硼替佐米、卡非佐米通过稳定p53、激活ER应激，与MDM2抑制剂协同杀伤多发性骨髓瘤、套细胞淋巴瘤细胞，对p53突变细胞也有部分协同作用。 靶向下游通路的协同药物 ◆凋亡调节剂： ①BH3拟似物(venetoclax、navitoclax)：靶向Bcl-2家族，与MDM2抑制剂协同诱导AML、神经母细胞瘤凋亡，部分可克服venetoclax耐药。 ②TRAIL/Fas配体：MDM2抑制剂上调DR5/Fas表达，增强肿瘤细胞对凋亡配体的敏感性。 ◆CDK抑制剂： ①CDK4/6抑制剂(palbociclib、ribociclib)：与MDM2抑制剂协同抑制黑色素瘤、神经母细胞瘤生长，但需注意部分CDK抑制剂可能削弱p53转录活性。 ②CDK9抑制剂(atuveciclib)：下调MDM4表达，增强p53激活效果。 ◆代谢靶点药物： ①葡萄糖代谢：二甲双胍通过抑制mTOR通路，与MDM2抑制剂协同抑制卵巢癌、间皮瘤生长。 ②氨基酸代谢：谷氨酰胺酶抑制剂CB-839与MDM2抑制剂在乳腺癌模型中显示协同效应。 ◆生长信号通路抑制剂： ①mTOR/PI3K抑制剂(everolimus、idelalisib)：阻断癌性增殖信号，与MDM2抑制剂协同抑制前列腺癌、CLL生长。 ②MEK抑制剂(selumetinib、trametinib)：在AML、实体瘤中与MDM2抑制剂协同诱导凋亡，临床trial显示31%的复发/难治AML患者有响应。 ◆酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)： ①BCR-ABL抑制剂(imatinib、nilotinib)：与MDM2抑制剂协同清除CML干细胞，提升治疗-free缓解率。 ②FLT3抑制剂(quizartinib)：联合MDM2抑制剂治疗FLT3突变AML，完全缓解率达50%。 ◆其他通路： ①磷酸酶抑制剂(GSK2830371，靶向PPM1D)：阻断p53负反馈，增强MDM2抑制剂的凋亡诱导效果。 ②DNA损伤应答抑制剂(PARP抑制剂、ATM抑制剂)：利用p53激活后的DNA修复缺陷，实现合成致死。 ③铁死亡诱导剂(erastin)：通过下调SLC7A11，与MDM2抑制剂协同杀伤神经鞘瘤细胞。 ④免疫治疗：PD-1/PD-L1抑制剂与MDM2抑制剂联合，可增强肿瘤抗原呈递，提升免疫应答，临床中部分患者响应率翻倍。 抗体发现服务 & 产品 01 羊驼免疫&骆驼免疫—自建现代化养殖农场 02 万亿级天然抗体库产品—轻松DIY科研抗体 关于仁域生物 成都仁域生物成立于2019年1月，是一家专注基因工程抗体技术和天然抗体库开发的公司，拥有优化的噬菌体展示抗体库技术和现代化的骆驼/羊驼养殖免疫基地。 公司主营业务： ◆ 全人源/纳米抗体定制；◆ 噬菌体展示抗体库定制； ◆ 多肽/多肽库定制；◆ 羊驼/骆驼免疫服务； ◆ 文库相关产品经销商。 protocol 获取 / 产品咨询 邮箱｜find@renyubio.com 电话｜19136178673 地址｜成都市经开区科技产业孵化园 关注我们，小编将持续更新相关内容～ 参考文献 Wang X, Yang J, Yang W, Sheng H, Jia B, Cheng P, Xu S, Hong X, Jiang C, Yang Y, Wu Z, Wang J. 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论文概览 铁死亡调控代谢功能障碍相关脂肪性肝病的研究进展 王晶锐，盛任，李顺旺，张煜皓，魏欣玮，许艳妮*，司书毅* 中国医学科学院&北京协和医学院 医药生物技术研究所 国家卫生健康委员会微生物药物生物技术重点实验室 国家新药(微生物)筛选中心 摘要：铁死亡是一种近年来发现的新型程序性细胞死亡方式，抑制铁死亡可抑制脂质过氧化，减少肝细胞坏死以及炎症反应，因此，靶向铁死亡通路关键靶标可以作为代谢功能障碍相关脂肪性肝病(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD)治疗的新策略。本文综述了铁死亡在MASLD疾病中的作用、分子机制、信号通路及药物应用进展，为研发MASLD治疗药物提供了参考。 代谢功能障碍相关脂肪性肝病(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease，MASLD，原名NAFLD)是全球最常见的慢性肝病，全球成年人中MASLD的患病率约为30%，且仍保持上升趋势[1]。MASLD严重影响公共健康，其疾病谱包括代谢功能障碍相关性脂肪肝(metabolic dysfunction associated steatotic liver, MASL)、代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(metabolic dysfunction-associated steatohepatitis, MASH)、肝纤维化、肝硬化及肝细胞癌[2]。 MASLD的发生和发展与多种代谢性危险因素密切相关，包括肥胖、2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)、高血压及高脂血症等[2]。MASLD的发病机制复杂，涉及胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)、脂代谢紊乱、氧化应激及慢性炎症等多种病理过程的相互作用，共同导致肝内脂质堆积、炎症激活及纤维化形成[3-4]。在病理状态下，脂肪组织因IR导致大量游离脂肪酸(free fatty acids, FFA)释放入血，成为肝内FFA的主要来源。FFA进入肝细胞后，经酯化生成甘油三酯(triglycerides, TG)，过量的TG会导致肝脂肪变性[5]。肝细胞内脂质堆积可直接引发脂毒性(lipotoxicity)，导致肝脏脂质代谢失调、线粒体功能紊乱、内质网应激(endoplasmic reticulum stress)、活性氧(reactive oxygen species, ROS)过量生成、氧化应激(oxidative stress)以及铁死亡等，造成大量肝细胞损伤，推动MASLD进程[6]。持续的脂毒性与氧化应激环境增加炎症细胞浸润，激活NF-κB等促炎通路，增加促炎因子(如TNF-α、IL-6等)释放，这些变化共同驱动疾病由单纯脂肪变性向MASH转变[7]。活化的炎症信号进一步刺激肝星状细胞(hepatic stellate cells, HSCs)，加速细胞外基质沉积，最终导致肝纤维化甚至肝硬化[8]。此外，在病理状态下，肝窦内皮细胞(liver sinusoidal endothelial cells, LSEC)会发生毛细血管化和内皮-间质转化(endothelial-to- mesenchymal transition, EndMT)等表型改变，破坏肝细胞与肝窦间的分子交换，激活HSCs，损害肝脏功能，导致炎症和纤维化；肠-肝轴功能障碍可能通过促进内毒素入血、加剧全身及肝脏局部炎症反应，从而导致MASLD疾病恶化[9]。 铁死亡(ferroptosis)是一种以铁依赖性脂质过氧化为核心的新型程序性细胞死亡方式，2012年由Stockwell实验室首次命名[10]。与传统细胞死亡不同，铁死亡是由脂质过氧化物的积累所引发的。铁死亡在形态学上表现为线粒体膜密度增加、嵴减少或消失，在生化机制上依赖于铁代谢失衡、抗氧化防御系统崩溃以及多不饱和脂肪酸代谢异常，造成细胞内脂质过氧化物的积累，导致膜结构破裂，最终引发细胞死亡[11]。铁死亡的这些特征与MASLD的病理改变高度契合，使铁死亡成为MASLD的研究热点[12]。越来越多的证据表明，铁死亡与包括MASLD在内的肝脏代谢性疾病之间密切相关，而大多数铁死亡抑制剂能够减轻肝脏损伤。人类肝组织活检及转录组数据结果显示，大约20%‒50%的MASLD患者表现出典型的铁死亡特征[13]，MASH患者表现出肝脏铁过量，并且与疾病进展有很强的正相关性[14]，因此，探索铁死亡在MASLD中的发病机制为MASLD药物研发提供了可能的干预新策略[6]。本文总结了铁死亡调控MASLD的主要机制、关键信号通路、治疗策略的最新研究进展，以期为研发MASLD治疗药物提供参考。 1 铁死亡促进MASLD发生发展的机制 目前，铁死亡在MASLD中的致病机制的研究主要集中在铁稳态失衡、脂质过氧化与抗氧化系统失衡、胰岛素抵抗(IR)、肠道菌群紊乱等方面(图1)。 图1  铁死亡调控代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)的致病机制   肝细胞内铁过载通过催化作用产生大量活性氧(ROS)，引发氧化应激，增加脂质过氧化物的生成，而系统Xc-/GSH/GPX4轴功能受损致使细胞清除脂质过氧化物的能力下降，进而导致线粒体功能障碍和胰岛素抵抗(IR)等，引起铁死亡，最终造成肝脏功能损伤、炎症以及纤维化的发生，促进MASLD和代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)进程。此外，肠道菌群紊乱与铁死亡在MASLD的发生发展中存在密切的相互作用。 Figure 1  The regulatory mechanism of ferroptosis in metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD). Iron overload in hepatocytes generates substantial reactive oxygen species (ROS) through catalytic effects, triggering oxidative stress and increasingthe production of lipid peroxides. Meanwhile, impaired function of the Xc-/GSH/GPX4 axis leads to reduced capacity of cells to clear lipid peroxides. The above processes result in mitochondrial dysfunction, insulin resistance (IR) and other problems, triggers ferroptosis, and eventually causes liver dysfunction, inflammation and fibrosis, which promotes the occurrence and progression of MASLD and metabolic dysfunction-associated steatohepatitis (MASH). In addition, there is a close interaction between gut microbiota dysbacteriosis and ferroptosis in the occurrence and progression of MASLD and MASH. 1.1  铁稳态失衡 铁是人体内必需的微量元素之一，对维持机体正常生理功能至关重要。正常情况下，血浆中的三价铁(Fe3+)与转铁蛋白(transferrin, Tf)结合，被细胞膜上的转铁蛋白受体1 (transferrin receptor, TFR1)识别，通过内吞作用进入细胞[15]。在囊泡内，Fe3+被还原为二价铁(Fe2+)，经二价金属转运蛋白1 (divalent metal transporter 1, DMT1)释放至胞质[16]。胞质中的Fe2+被氧化为Fe3+，与铁蛋白(ferritin)结合形成惰性复合物储存，其中铁蛋白重链(ferritin heavy chain 1, FTH1)作为铁蛋白的重链亚基，是细胞内主要的铁储存蛋白[17]，可以将多余的、具有潜在毒性的Fe2+储存起来，避免引发氧化损伤，剩余的部分Fe2+通过铁输出蛋白(ferroportin, FPN)转运到细胞外，参与体内的铁循环过程，以维持体内铁的动态平衡[18]。 在高脂饮食(high-fat diet, HFD)诱导的MASLD小鼠模型中，普鲁士蓝染色显示肝内游离铁大量沉积，TFR1和DMT1蛋白表达量分别上调至大约2倍和1.3倍，FPN蛋白表达下调1/2，并伴随脂质过氧化、肝损伤及纤维化[19]。细胞实验证实，棕榈酸或铁死亡诱导剂Erastin处理的HepG2肝癌细胞呈现铁超载表型，给予铁死亡抑制剂ferrostatin-1 (2 µmol/L)治疗后，相关指标明显改善[19]。当细胞由于TFR1上调而过度摄入铁，或由于核受体共激活因子4 (nuclear receptor coactivator 4, NCOA4)介导的铁蛋白自噬加速铁释放时，胞内游离亚铁离子(Fe2+)浓度异常升高，导致铁过载，驱动MASLD的发生与发展。人体正常肝脏铁浓度(liver iron concentration, LIC)通常低于35 μmol/g肝重。当LIC超过60 μmol/g的阈值时，HSCs功能受损；当LIC超过250 μmol/g时，肝硬化风险增加[20]。在MASLD中，升高的血清铁蛋白作为晚期纤维化的独立预测因子，与疾病严重程度相关。研究表明，血清铁蛋白浓度显著升高(即高于正常值上限的1.5倍，对应女性>300 ng/mL，男性>450 ng/mL)常提示存在肝脏铁沉积[20]。过量Fe2+通过芬顿(Fenton)反应催化产生大量ROS，引发严重氧化应激，直接导致肝细胞线粒体功能障碍和脂质过氧化，进而触发铁死亡，造成肝细胞损伤、坏死及炎症损伤[20]。铁过载还会损害肝脏脂肪酸氧化能力，并促进脂质合成，加剧肝脏脂肪变性[21]。铁过载还会诱发IR，破坏血糖和血脂稳态平衡。以上机制相互影响，形成恶性循环，推动MASLD疾病进程[22]。 1.2  脂质过氧化物聚积与抗氧化系统失衡 在MASLD中铁死亡相关的脂质过氧化调控主要依赖铁代谢稳态、脂质底物生成及抗氧化防御系统的动态平衡。肝细胞富含多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)。长链酰基辅酶A合成酶4 (long-chain acyl-CoA synthetase 4, ACSL4)将PUFA活化为酰基辅酶A衍生物(PUFA-CoA)，再由溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶3 (lyso-pl acyltransferases 3, LPCAT3)将其酯化为膜磷脂[如磷脂酰乙醇胺(PUFAs-PE)]形成富含易氧化位点的磷脂底物[23]，铁依赖酶[如脂氧合酶(lipoxygenase, LOXs)]催化产生脂质过氧化物的底物[24]，羟基自由基攻击这些磷脂中的多不饱和脂肪酸双键生成脂质自由基，后者与氧结合形成脂质过氧自由基，进而夺取邻近脂肪酸的氢原子，产生脂质氢过氧化物及新自由基，引发自扩增的脂质过氧化链式反应。同时，铁蛋白自噬(ferritinophagy)和TFR1介导的铁摄取升高游离铁水平，促进Fenton反应生成ROS，加速脂质过氧化链式反应。在抗氧化防御方面，谷胱甘肽过氧化物酶4 (glutathione peroxidase 4, GPX4)利用谷胱甘肽(glutathione, GSH)将含有过氧键的脂质过氧化物(PLOOH)还原为相应的醇(PLOH)，是抑制脂质过氧化的关键酶[25]，GSH被氧化后变为GSSG (oxidized glutathione disulfide)，NADPH则作为还原剂将GSSG还原再生为GSH，从而维持细胞的抗氧化能力。此外，铁死亡抑制蛋白1 (ferroptosis suppressor protein 1, FSP1)/辅酶Q10 (coenzyme Q10, CoQ10)系统可独立于GPX4清除膜脂自由基，而核呼吸因子2 (nuclear respiratory factor 2, NRF2)信号通过上调GSH合成与铁代谢调控发挥保护作用；当这些防御机制受损时，脂质过氧化失控，触发铁死亡并加重MASLD肝细胞损伤与炎症反应[26]。 1.3  胰岛素抵抗 近年来研究揭示，IR与铁死亡在肝脏微环境中存在显著的协同致病作用。IR通过激活固醇调节元件结合蛋白1c (sterol regulatory element binding protein-1c, SREBP-1c)促进脂肪酸生成，为脂质过氧化提供底物。IR可以引起线粒体功能障碍导致ROS增加，并通过下调铁调素引发肝细胞铁超载，造成有利于铁死亡的微环境[27]。反过来，铁死亡细胞释放损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns, DAMPs)，激活库普弗细胞(Kupffer cell)产生大量促炎因子，这些炎症介质通过干扰胰岛素受体底物磷酸化而进一步加剧IR。铁死亡触发的慢性炎症微环境持续激活HSCs，直接促进肝纤维化进程。这种相互影响的病理过程共同放大了肝脏的氧化损伤与炎症反应，最终导致肝细胞损伤持续恶化，成为推动MASLD疾病进展的重要机制[28]。 1.4  肠道菌群紊乱 近年来研究表明，肠道菌群紊乱与铁死亡在MASLD的发生发展中存在密切的交互作用。肠道菌群失调可导致肠屏障功能受损，促使脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)等经门静脉进入肝脏，激活免疫炎症反应，并诱发肝细胞铁死亡。同时，肠道菌群失调通过改变代谢产物谱(如短链脂肪酸减少和内源性乙醇增加)进一步加剧肝细胞损伤[29]。反过来，铁死亡导致的肝细胞损伤及脂质过氧化物积累，又会进一步加剧肝脏代谢紊乱与炎症状态，形成“肠-肝轴”上的恶性循环。这一协同作用机制不仅为理解MASLD的病理进展提供了新视角，也提示了潜在的联合干预策略，例如通过益生菌调节肠道菌群、补充特定氨基酸或应用铁死亡抑制剂等方式，可能成为未来治疗MASLD的重要方向[30]。 2 MASLD中调控铁死亡的关键通路 2.1  系统Xc-/GSH/GPX4轴 在MASLD中，“系统Xc-/GSH/GPX4轴”作为抑制铁死亡脂质过氧化的核心防御系统，贯穿了疾病发生发展的多个环节[31]。系统Xc-由催化亚基溶质载体家族7成员11 (recombinant solute carrier family 7 member 11, SLC7A11)和伴侣亚基溶质载体家族3成员2 (solute carrier family 3 member 2, SLC3A2)组成，负责将胞外半胱氨酸交换进入细胞，用于合成GSH。GPX4以GSH为还原底物，将膜PLOOH还原为PLOH，阻断脂质自由基的链式反应，防止膜结构破坏与铁死亡的启动[32]。在蛋氨酸/胆碱缺乏饮食(methionine/ choline-deficient diet, MCD)诱导的MASH小鼠模型中，RSL-3 (一种铁变态反应诱导剂)处理后发现GPX4表达减少2/5，导致肝脏脂肪变性、炎症和细胞凋亡；用一种GPX4激活剂亚硒酸钠治疗后，肝脏GPX4表达增加约1倍，同时MASH的严重程度也有所减轻[33]。在MASLD肝组织中，传统型谷胱甘肽过氧化物酶4 (cGPX4)蛋白表达量下调2/5，而一种新命名的诱导型GPX4剪接体(iGPX4)显著上调；iGPX4与cGPX4直接结合，促使后者从活性单体聚合成失活寡聚体，从而削弱抗氧化能力、加剧铁死亡、脂质过氧化及肝损伤[34]。动物和细胞实验均证实，过表达cGPX4可减轻MASLD，而过表达或保留iGPX4则加重病变；敲低iGPX4能缓解铁死亡和肝损伤；因此，选择性靶向抑制iGPX4可能是治疗MASLD的新策略[34]。此外，天然多胺类物质亚精胺(spermidine, SPD)可以激活转录因子4 (activating transcription factor 4, ATF4)，协同上调SLC7A11和GPX4，从而抑制铁死亡，减少脂质积累、氧化应激和细胞凋亡，改善线粒体功能；敲低ATF4后，SPD的保护作用被逆转，证实ATF4在这一过程中发挥关键介导作用[35]。 2.2  c-Myc-ACSL4轴 近年多项研究证实，肝铁蓄积是MASH进展的核心病理特征和驱动因素[36]。研究者对494例MASLD患者队列分析发现，MASH患者肝脏铁含量显著高于单纯性脂肪变性患者，且铁蓄积程度与炎症活动度和纤维化分期呈正相关[37]。进一步的机制研究发现，在MASH小鼠中，肝铁蓄积通过c-Myc-ACSL4调控轴引发铁死亡，即铁过载通过激活转录因子c-Myc，上调其下游靶基因ACSL4的表达[37]。ACSL4促进长链PUFAs掺入膜磷脂，增加细胞膜对脂质过氧化的敏感性。在MASH模型中，特异性抑制肝细胞c-Myc表达，可降低ACSL4水平，显著缓解铁死亡和肝损伤[37]。 2.3  FTO/SLC7A11信号通路 脂肪和肥胖相关蛋白(fat mass and obesity-associated protein, FTO)是一种RNA去甲基化酶，在调节脂肪量、脂肪生成和能量稳态方面发挥着重要的作用，FTO介导的m6A去甲基化可调节脂质相关基因的表达，从而调控脂质代谢和脂质紊乱疾病[38]。SLC7A11是胱氨酸/谷氨酸转运体，具有向胞内转入胱氨酸以促进GSH生物合成和抗氧化防御的功能[39]。靶向抑制SLC7A11会导致GSH生物合成受限、细胞内活性氧积累、脂质过氧化物、铁变态反应和细胞凋亡[40]。研究发现一种从熊果树中提取的天然抗氧化剂熊果苷可以通过作用于FTO/SLC7A11通路抑制小鼠肝脏铁死亡，从而缓解MASLD[41]。 2.4  CDKN1A/EGR1轴 近年研究发现，内质网(endoplasmic reticulum, ER)作为蛋白质合成与折叠的核心场所，其稳态失衡引发的内质网应激(ER stress)与铁依赖性脂质过氧化驱动的铁死亡在MASH进程中起着关键作用[6]。研究人员通过生物信息学分析筛选出1 061个MASH相关差异表达基因，结合机器学习鉴定出细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1A (cyclin dependent kinase inhibitor 1A, CDKN1A)和早期生长反应蛋白1 (early growth responsive gene-1, EGR1)为关键调控因子[42]。研究证实，在HFD诱导的ApoE‒/‒小鼠模型中，发生内质网应激，并伴随铁死亡的发生；在FFA处理的HepG2细胞的体外模型中，发现CDKN1A上调至1.5倍，而EGR1下调3/10[42]。进一步机制研究发现，内质网应激通过肌醇需要酶1 (inositol-requiring enzyme 1, IRE1)和X-box结合蛋白1 (X-box binding protein 1, XBP1)通路诱导细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1A (cyclin dependent kinase inhibitor 1A, CDKN1A)表达，后者通过抑制NRF2的抗氧化功能并促进NOX4介导的ROS生成加剧铁死亡。相反，EGR1作为转录抑制因子，可下调ACSL4和TFR1表达，抑制铁死亡[19]。 2.5  miR-210-3p/ISCU轴 近期研究发现，miR-210-3p在MASH纤维化患者肝组织、疾病模型小鼠及活化HSCs中均显著低表达[43]。机制上，miR-210-3p通过直接靶向抑制铁硫簇组装酶(iron-sulfur cluster assembly enzyme, ISCU)，激活ISCU-IRP1-CD71信号轴，促使细胞内铁积累，进而诱导HSCs发生铁死亡，最终缓解肝纤维化进程。在MASH小鼠模型中外源性补充miR-210-3p可有效减轻纤维化，而过表达ISCU则可逆转此保护效应。该研究阐明了miR-210-3p通过调控铁死亡抑制纤维化的新机制，揭示了miR-210-3p在MASH相关肝纤维化中的关键保护作用，为MASH相关肝纤维化的治疗提供了潜在新靶标[43]。 2.6  过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路 过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptors, PPARs)作为调控脂质代谢、能量稳态和炎症反应的核受体转录因子[44]，是MASLD和铁死亡的重要桥梁。在MASLD中，PPARs尤其是PPARα功能失调会加剧肝脏脂质堆积和氧化应激[45]，PPARα激活后能直接结合到GPX4基因上的特定反应元件(peroxisome proliferator response element, PPRE)，促进其转录和表达，从而增强细胞清除脂质过氧化物的能力；还可以抑制TRF1的表达，减少细胞对铁的摄取，从源头上减轻铁依赖的脂质过氧化反应[46]。PPARγ激活可调节脂质氧化，减少铁沉积[47]。因此，PPARs是连接代谢紊乱与铁死亡执行的关键分子枢纽，也成为潜在的干预靶标。 2.7  HMGCS2介导的环境毒素 近年来，环境污染物对肝脏健康的不良影响受到广泛关注，特定环境污染物，如全氟或多氟烷基物质(perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances, PFAS)，会改变肝脏代谢途径，影响MASLD的相关代谢过程。双酚S (bisphenol S, BPS)是一种环境毒素，研究人员对小鼠给予BPS，发现其促进了MASLD的进展，显著加重了HFD小鼠的肝损伤，显著上调了肝细胞和肝组织中3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合成酶2 (3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A synthetase 2, HMGCS2)的表达，而HMGCS2是酮体生成的关键限速酶，其过表达导致线粒体功能障碍和ROS过量产生；通过干扰RNA (small interfering RNA, siRNA)敲低HMGCS2，可减轻BPS对肝细胞的影响，并逆转铁死亡相关标志物的表达，证实了HMGCS2在该通路中的核心地位[48]。 3 靶向铁死亡的MASLD治疗策略 铁死亡在MASLD发生发展中发挥着重要的作用，本节总结了目前抑制铁死亡的药物及其在肝脏相关疾病中的应用，并分析了这些药物在MASLD中应用现状及前景。 3.1  铁螯合剂 铁螯合剂可以与游离铁离子有效结合，降低体内铁含量。常用的铁螯合剂有去铁胺、去铁酮、地拉罗司等，用于地中海贫血的治疗[49]。新型口服铁螯合剂(ferro terminator 1, FOT1)在多个MASH小鼠模型中被发现可以显著降低肝铁沉积、抑制c-Myc-ACSL4通路、阻断铁死亡，从而减轻脂肪变性、炎症和纤维化；FOT1疗效优于FDA批准的去铁胺(deferoxamine, DFO)，且安全性更好。临床数据进一步显示，血清铁蛋白(serum fertin, SF)≥550 μg/L的男性患者肝铁沉积更严重，FOT1治疗后SF降幅与肝脏获益呈正相关，提示SF可作为预测FOT1疗效的生物标志物[50]，目前该化合物还处于临床研究中。 3.2  天然化合物与药物联用 有研究发现，原花青素(proanthocyanidin)通过螯合游离铁，上调GPX4活性和GSH合成，有效抑制铁死亡。在MASH小鼠模型中，原花青素显著降低血清转氨酶、改善IR，并减少肝组织脂质过氧化[51]。米托格列酮(mitoglitazone)作为胰岛素增敏剂，可改善肝细胞糖脂代谢紊乱。米托格列酮和原花青素联用产生协同效应，联合治疗组较原花青素治疗组在改善肝脏指数、IR和组织病理学方面效果更显著。机制上，联用方案同时上调GSH-GPX4抗氧化系统并下调ACSL4表达[51]。来源于十字花科蔬菜的萝卜硫素(sulforaphane)通过共价修饰Kelch样ECH关联蛋白1 (kelch-like ECH-associated protein 1, KEAP1)蛋白并稳定NRF2，进而上调SLC7A11和GPX4等表达，增强细胞的抗氧化能力与脂质过氧化物清除能力，从而有效抑制铁死亡[52]；来源于十字花科蔬菜的β-异硫氰酸苯乙酯(β-phenethyl isothiocyanate, PEITC)可通过结合KEAP1蛋白的C151半胱氨酸残基，破坏NRF2-KEAP1相互作用并稳定NRF2蛋白，从而抑制脂肪生成[53]。此外，本课题组也证实JC-5411 (PEITC的胶囊制剂)具有减少肝脏脂质聚积、改善高脂血症以及抗动脉粥样硬化作用[54]，其与MASLD中铁死亡的关系还有待进一步研究。 3.3  铁死亡抑制剂 Ferrostatin-1 (Fer-1)作为特异性铁死亡抑制剂，通过阻断铁死亡、降低脂质过氧化和减少ROS，显著改善MASH小鼠的体重、血糖和IR；同时下调炎症与纤维化因子，抑制HSCs活化，重塑肠道菌群，协同发挥抗炎、抗氧化、抗纤维化及代谢保护作用[55]。铁死亡抑制剂大多处于临床前或早期临床阶段，尚未大规模应用于临床治疗。 3.4  维生素E 维生素E作为一种强效的抗氧化剂，具有保护细胞免受氧化应激损伤的能力。维生素E治疗能够显著上调GPX4的表达，促进了调节性T细胞(regulatory T cells, Tregs)数量的恢复和功能的改善，增强Tregs细胞的抗脂质过氧化能力，抑制铁死亡，从而减轻坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis, NEC)肠道的炎症损伤[56]。此外，GPX4缺陷新生小鼠会发生肝细胞变性从而夭折；若在母孕期及哺乳期给予高维生素E饲料，幼鼠可存活，但在断奶后撤除维生素E补充，幼鼠4周内仍会死亡，提示维生素E通过抑制脂质过氧化对肝脏起关键保护[57]。上述研究主要在小鼠模型上进行了实验，未来需要在人类NEC患者中进行进一步的验证。 3.5  GLP-1受体激动剂 胰高血糖素样肽-1 (glucagon-like peptide 1, GLP-1)是肠道L细胞分泌的一种多功能肽类激素，对于葡萄糖稳态的调节有重要的作用[58]。利拉鲁肽(liraglutide)是GLP-1受体激动剂，可促进胰岛素分泌，已被批准用于T2DM、肥胖症等疾病的治疗。临床研究证实，liraglutide可减轻体重并改善MASH且安全性良好[59]。此外，其还通过激活AMPK/ACC信号通路抑制铁死亡，且该作用可被AMPK抑制剂Compound C阻断，显著改善T2DM相关的MASLD[60]。 3.6  PPARs激动剂 PPARγ激动剂噻唑烷二酮(thiazolidinediones, TZDs)类药物，如罗格列酮、吡格列酮，可提高胰岛素敏感性，减少肝脏脂肪变性和炎症，可用于伴有IR的MASH患者[61]。有研究发现，TZDs类药物可以通过直接抑制ACSL4，阻断其对花生四烯酸和肾上腺酸的酯化，减少含多不饱和脂肪酸的磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine, PE)底物，从而抑制铁死亡所必需的脂质过氧化级联。其中，曲格列酮抑制ACSL4的效应较低，但可能由于其6-色原烷醇结构固有的抗氧化活性，使其成为铁死亡抑制作用最强的TZDs类药物，可减轻肝细胞铁死亡、氧化应激及后续炎症和纤维化[62]。此外，PPARα激动剂非诺贝特可减少铁超载小鼠肝脏铁积累，防止铁诱导的沉默信息调节因子2相关酶类3 (silent mating type information regulation 2 homolog-3, SIRT3)和β-连环蛋白(β-catenin)下调，从而减轻肝纤维化的进展[63]；PPARα/γ双激动剂沙罗格列扎(saroglitazar)能显著改善MASH患者的谷丙转氨酶(alanine transaminase, ALT)水平、肝脏脂肪含量、IR和动脉粥样硬化血脂异常[64]，已在印度获批用于非肝硬化型MASH的治疗[65]。目前，泛PPARs激动剂拉尼兰诺(lanifibranor)正在进行Ⅲ期临床试验，有望为MASH治疗带来新突破，但其与铁死亡的关系尚需更多研究。 3.7  FXR激动剂 法尼醇X受体(farnesoid X receptor, FXR)是核受体超家族的成员，其天然配体为胆汁酸，故又称为胆汁酸受体。奥贝胆酸(obeticholic acid, OCA)是一种FXR激动剂，是首个在III期临床试验中被证明对MASH纤维化改善有效的药物，但因其瘙痒和高脂血症的副作用，目前已应FDA要求撤市[66]。此外，一种靶向FXR、铁死亡和纤维化的联合纳米治疗方法在维持肝内巨噬细胞/单核细胞平衡，抑制免疫反应、脂质过氧化和纠正微生物群失调方面显示出较强的治疗作用，为治疗MASH提供了新策略[67]。以上研究结果提示，FXR激动剂通过抑制铁死亡改善MASLD可能具有良好的应用前景。 3.8  THR-β激动剂 瑞司美替罗(resmetirom)是一种甲状腺激素受体β (thyroid hormone receptor-β, THR-β)激动剂，为2024年FDA批准的首个专门治疗MASH的药物。Resmetirom通过增强肝脏脂质代谢，显著减少肝脏脂肪和炎症，逆转纤维化[68]。目前尚无直接证据表明THR-β激动剂能够直接调控铁死亡核心通路。然而，基于其具有显著改善肝脏脂质代谢、减少脂质堆积以及调节线粒体功能的药理作用[69]，可以合理推测THR-β激动剂这类药物可能通过间接方式创造不利于铁死亡发生的细胞内环境。THR-β激动剂可能在MASH中发挥抑制铁死亡的作用，这一潜在关联仍需进一步的实验研究来明确验证。 目前靶向铁死亡的MASLD治疗策略总结于表1。 表1  靶向铁死亡的MASLD治疗策略 Table 1  MASLD treatment strategy targeting ferroptosis 4 总结与展望 铁死亡作为一种新型程序性细胞死亡方式，被证实在MASLD和MASH的发生与进展中发挥着重要的作用。肝铁过载通过Fenton反应产生ROS，是驱动脂质过氧化的关键起始因素；脂质代谢重编程富集了易氧化的膜磷脂底物；而抗氧化系统失衡则最终导致脂质过氧化物的爆发性积累，引发肝细胞膜破裂和死亡。近年来，系统Xc-/GSH/GPX4、c-Myc-ACSL4、FTO/SLC7A11、CDKN1A/EGR1、miR-210-3p/ISCU、PPARs、HMGCS2等新兴机制研究极大地丰富了对MASLD病理生理和铁死亡的理解。铁死亡在人体组织中的特异性检测及其生物标志物开发也取得了显著进展。通过检测组织或体液中GPX4、ACSL4、4-HNE等关键蛋白及脂质过氧化物水平，可特异性识别铁死亡，为MASLD的诊断与治疗评估提供了新的生物标志物策略[70]。现有MASLD治疗药物通过抗氧化、调节脂代谢等途径抑制铁死亡，可改善肝损伤，也提示靶向铁死亡是MASLD的新干预策略和治疗方向。间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)及其外泌体通过调控铁死亡，在多种疾病中发挥治疗作用。其核心机制是通过旁分泌，递送miRNA、lncRNA和蛋白质等活性物质，精准调节铁死亡关键通路(如GPX4、FSP1、NRF2等)。研究表明，MSCs能双向调控铁死亡：在脑、心脏等器官中，通过上调抗氧化通路抑制神经元、心肌细胞的铁死亡，保护组织功能；而在肝脏中，则可通过促进ROS形成、线粒体功能障碍、Fe2+释放和脂质过氧化等触发HSCs铁死亡，从而缓解纤维化[71]。 纳米颗粒作为多功能平台，可以通过充当铁载体促进Fenton反应、自主产生ROS以及精准递送铁死亡诱导剂等方式，有效触发脂质过氧化。目前，通过将铁死亡与化疗、免疫治疗、光热/声动力疗法等协同联用，可显著逆转多重耐药并清除癌症干细胞。尽管前景广阔，其临床转化仍面临生物相容性、靶向效率及肿瘤异质性等挑战，未来发展方向在于开发智能纳米药物并结合生物标志物实现精准治疗[72]，基于纳米技术的铁死亡疗法也有望通过靶向调控肝细胞脂质过氧化，为MASLD的治疗提供新策略。 此外，新型铁螯合剂FOT1、铁死亡抑制剂(如ferrostatin-1)、天然化合物(如原花青素及其联合疗法、PEITC)等，在临床前模型中均能有效减轻肝脏脂肪变性、炎症和纤维化，但其临床转化仍面临挑战，包括疾病的高度异质性、现有抑制剂的药代动力学缺陷(如水溶性差、半衰期短)以及长期铁螯合可能带来的安全性问题等，仍有待进一步的研究与探索。 总之，铁死亡为研究MASLD的发病机制开辟了全新视角，并为其治疗提供了极具潜力的新靶点，靶向抑制肝细胞铁死亡有望在未来成为抗击MASLD这一全球性健康难题的重要治疗策略。 更多内容，详见最下方【阅读原文】 推荐阅读 ◆ 天然产物对肠道微生态调控作用及其在肝病治疗中的研究进展 ◆ 基于BLI技术的脂多糖转运蛋白LptA/LptC相互作用检测方法的建立 当年目次 2025年41卷第1期 2025年41卷第2期 2025年41卷第3期 2025年41卷第4期 2025年41卷第5期 2025年41卷第6期 2025年41卷第7期 2025年41卷第8期 2025年41卷第9期 2025年41卷第10期 2025年41卷第11期 欢迎加入科微学者交流群 扫描二维码 关于本刊 《生物工程学报》（1985年创刊，月刊）是由中国科学院微生物研究所和中国微生物学会共同主办，国内外公开发行的学术期刊。本刊重点报道生物工程领域的最新研究成果与进展，主要栏目有：综述、工业生物技术、合成生物技术、环境生物技术、农业生物技术、食品生物技术、医药生物技术等。《生物工程学报》是北大中文核心期刊、中信所中国科技核心期刊、中国科学引文数据库CSCD核心期刊、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊。本刊已被美国医学索引MEDLINE/PubMed、EI数据库（Engineering 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