冠心病铁死亡发病机制及药物干预研究进展.pdf

91中国现代医药杂志 2023 年 7 月第 25 卷第 7 期 MMJC，Jul 2023，Vol 25，No.7DOI：10.3969/j.issn.1672-9463.2023.07.021基金项目：国家自然科学基金资助项目（编号：82074016）；江苏省中医药管理局项目（编号：2020ZX18）；常州市卫生健康委员会科技项目（编号：ZD202028）；常州市科技计划项目（编号：CM20223006）作者单位：1苏州大学附属第三医院心内科，江苏 常州 2130002南京中医药大学常州附属医院心内科，江苏 常州 2130033常州市孟河医派人用经验研究与转化重点实验室，江苏 常州 213003通信作者：罗立波，E-mail：冠心病铁死亡发病机制及药物干预研究进展刘洁1 罗立波2 颜晓静2，3细胞死亡是生命现象的不可逆停止及生命的结束，是组织器官发育和机体维持稳态必须的生理过程。细胞死亡分为细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬三种类型，其中细胞死亡方式研究主要集中在细胞凋亡和细胞坏死。铁死亡（Ferroptosis）是继细胞凋亡之后又一伟大发现，是一种铁依赖性的，区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型细胞程序性死亡方式1。铁死亡主要是通过脂质过氧化驱动并依赖于铁的一种死亡过程，其调节代谢的途径包括氧化还原反应、铁代谢、脂质和糖类的代谢以及氨基酸的代谢2。研究已证实通过阻断以上不同代谢途径和增加多种抑制因子能使细胞发生铁死亡。冠心病（Coronary atherosclerotic heart disease，CHD）全称冠状动脉粥样硬化性心脏病，以形成动脉粥样斑块的形式发病，通过内皮细胞损伤、炎性细胞浸润、血小板聚集及血栓的形成和脂肪沉积3等方式来形成动脉斑块或增加粥样斑块的不稳定性，最终引起冠状动脉管腔狭窄或闭塞导致心肌缺血缺氧坏死而引发心脏病。研究显示，铁死亡是导致心脏疾病发生发展的重要因素，靶向干预铁死亡能够有效防治心脏疾病的发生发展4。本研究查阅了国内外相关文献，综述了冠心病铁死亡的发生机制及药物干预作用机制，以期为找寻干预铁死亡通路防治CHD 的药物研发和临床应用提供依据。1 铁死亡的概述铁死亡由 Dion 等1在 2012 年正式提出，描述的是小分子化合物 Erastin 诱导的一种独特的细胞死亡方式。铁超载、还原型谷胱甘肽（GSH）合成障碍、脂质过氧化、氧化应激等多种途径都可能引起细胞发生铁死亡。铁死亡在细胞形态学方面主要表现为线粒体功能的破坏，包括线粒体形成的嵴的减少、线粒体磷脂双分子层膜结构密度增大并伴随线粒体外膜破坏；在细胞生化方面表现为细胞内谷胱甘肽合成原料半胱氨酸（Cys）和谷氨酸（Glu）的减少、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX4）的失活或耗竭以及细胞质中大量活性氧（ROS）的堆积5。虽然铁死亡这个术语是近十年才提出的，但类似铁死亡形式的细胞死亡很早就被观察到，例如在 20 世纪中期的代谢研究中，一种氧化应激诱导的细胞死亡曾被命名为“氧死亡”。当时研究发现氨基酸、Cys 缺失可以导致细胞死亡，而 Cys 的内源性合成的增加使细胞对这种死亡方式有抑制作用6，这种死亡方式正是现在所说的铁死亡。2 CHD 铁死亡的发生机制到目前为止铁死亡的研究主要集中在以下四种通路，即铁代谢、GSH 代谢、氧化应激信号通路及脂质过氧化等相关通路。2.1 铁代谢通路“铁”是地壳中含量第四丰富的元素，由于其不同的配体结合和电子转移特性，在生物体尤其在人体中至关重要。人类摄入的铁主要有两种形式：血红素铁和非血红素铁。非血红素铁主要是 Fe3+，Fe3+是人类摄取的主要离子形式，可被 综述 92中国现代医药杂志 2023 年 7 月第 25 卷第 7 期 MMJC，Jul 2023，Vol 25，No.7细胞色素 B 还原为 Fe2+，然后在二价金属离子转运体（DMT1）的作用下转运至小肠上皮细胞（IEC）被吸收7。与此同时，IEC 中的铁转出细胞可经过膜内铁转运蛋白（FPN1），以致 Fe2+在细胞胞外可被铜蓝蛋白（CP）、膜铁转运蛋白辅助蛋白（HP）氧化成 Fe3+，Fe3+可以和转铁蛋白（TF）结合成 TF-Fe3+复合物在血液中循环供各种组织按需摄取8。血液中循环运输的 TF-Fe3+复合物也可与细胞膜内转铁蛋白受体 1（TFE1）结合再传递到细胞内成为内涵体，此时 Fe3+可被前列腺六跨膜表皮抗原 3（STEAP3）还原成 Fe2+，在二价金属离子转运体或锌铁转运蛋白（ZIPs）的作用下进入细胞质，然后以不稳定铁池的形式存在于细胞中。Fe2+也可以被氧化并以 Fe3+的形式存储在铁蛋白中，储存在铁蛋白中的 Fe3+通常是惰性的，或者通过铁外排泵铁转运蛋白（SLC11A3）再次输出到循环中9。Fe2+作为催化剂会与过氧化氢发生芬顿（Fenton）化学反应，产生羟基自由基（OH），对 DNA、蛋白质和细胞膜脂质可造成有害的氧化损伤10，促进过氧化脂质的增加，最终导致细胞铁死亡。细胞内的铁代谢包括铁的吸收、输出、利用和储存，都可能被铁死亡重新编程。所以，适当的维持铁动态平衡是细胞生存所必需的，也是机体维持稳态所必须的。“铁超载假说”在 20 世纪由 Sullivan11提出，这个假说明确了心血管疾病和细胞内铁含量过多的关系。主要观点包含以下三点：Fe2+过量会通过Fenton 反应导致脂质 ROS 积累，使得心肌细胞钙转运紊乱和兴奋-收缩偶联紊乱，影响心脏舒张和收缩，进而引起细胞铁死亡。目前在铁代谢通路中备受关注的有转铁蛋白受体和铁蛋白。研究12发现，发生铁死亡的细胞中转铁蛋白受体数量升高、铁蛋白数量降低，转铁蛋白受体上调并移动到质膜也标志着铁死亡的发生13。铁调节蛋白（IRP）、缺氧诱导因子 1（HIF-1）也可使细胞膜转铁蛋白受体的表达增强从而使细胞吸收更多的铁，这样也会增强细胞对铁死亡的敏感性14。铁蛋白可由特定核受体辅激活因子（NCOA4）识别，经过一种蛋白轻链 3（LC3）介导的核受体辅激活因子将铁蛋白招募到溶酶体内进行降解和释放游离铁，这一过程会导致细胞内游离铁增多，进一步促进铁死亡15。由此看出，细胞发生铁超载，进而诱导发生细胞铁死亡。在血管内膜破损开始出现粥样斑块的时候，通过显微镜可见血管内皮细胞和巨噬细胞内有铁沉积现象。当粥样斑块病变继续发展，血管平滑肌细胞也可见到显著的铁沉积16。2.2 GSH 代谢相关通路 GSH 是人体细胞中最重要的还原剂，在细胞内由半胱氨酸（Cys）、谷氨酸（Glu）和甘氨酸（Gly）组成。对铁硫簇的生物生成很重要，可将细胞代谢产生的有害过氧化物还原为无害的脂质醇17，同时 GSH 被 GPX4 活性中心的硒代 Cys 催化为氧化型谷胱甘肽（GSSG）。由于 Cys在 GSH 组成中是极为重要的部分，所以目前研究铁死亡相关 GSH 代谢通路大多集中在 Cys 及 GPX4。Cys 通过中性氨基酸转运体从环境中转运吸收，也可由氧化形式（胱氨酸）被胱氨酸谷氨酸转运受体（System Xc-）从胞外摄取或在转硫化途径中使用蛋氨酸（Met）和丝氨酸（Ser）合成2。System Xc-是细胞内重要的抗氧化体系，对于细胞发生铁死亡时Cys 输入途径研究最多的是 System Xc-中的溶质载体家族 7 成员 11（SLC7A11）。溶质载体是溶质转运蛋白超家族仅次于 G 蛋白偶联受体（GPCR）的第二大膜蛋白家族，是人类最重要的膜转运蛋白家族18。SLC7A11 作为 System Xc-的功能亚基，对胱氨酸和 Glu 具有很高的特异性，其作用是参与胱氨酸的胞外摄取和 Glu 释放。研究证明，转录激活因子 3（ATF3）与 SLC7A11 启动子结合，可以抑制System Xc-，并促进 Erastin 诱导的铁死亡19；活化后的抑癌基因 P53 也可以通过调节 SLC7A11 的表达来诱发受损心肌细胞铁死亡，加重心肌损伤。由此看来，多种因素可以通过影响 SLC7A11 基因来增强或减弱细胞对铁死亡的敏感性，SLC7A11 可作为铁死亡途径不可或缺的调节因素，是未来研究可突破的新方向。GPX4 是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶，同时也是细胞铁死亡的重要调节因素之一。虽然包括 GPX4 在内的所有 GPXs 都能减少过氧化氢、烷基过氧化物和脂肪酸氢过氧化，但GPX4 的独特之处在于其还可以减少脂蛋白和来自胆固醇、胆固醇酯和磷脂的复杂脂质中的氢氧化物。GPX4 的过表达抑制了各种氧化剂对细胞死亡的诱导。此外，GPX4 通过其快速减弱心磷脂（一种与 Cyt 结合的线粒体内膜磷脂）产生过氧化氢的能力，通过内在途径改变细胞死亡。因此，GPX4 被认为在铁死亡中保护膜脂免受氧化损伤方面发挥了93中国现代医药杂志 2023 年 7 月第 25 卷第 7 期 MMJC，Jul 2023，Vol 25，No.7关键作用。GSH 耗竭导致 GPX4 被抑制并被 L-丁硫氨酸亚磺胺（BSO）、索拉非尼、柳氮磺胺吡啶、青蒿琥酯和谷氨酸等诱导，另外，GPX4 降解也可以促进铁死亡。2016 年有实验室发现了一种新的通过降解 GPX4 而起作用的铁死亡化合物 FIN56，其是从 Caspase 非依赖性致死（CIL）化合物中筛选出的。FIN56 可以利用乙酰辅酶 A 羧化酶的活性降解GPX420，从而减弱原本 GPX4 对下游因子的作用和其本身对机体的生化效应。此外，由于氧化应激作用的累积和伴随的 GSH 被消耗，可能会使 GPX4 中硒代 Cys 活性位点的 GSH 依赖性还原受损，从而造成 GPX4 的不可逆失活21。以上因素都可导致System Xc-/GSH/GPX4 通路不能正常表达进而发生细胞铁死亡，说明 System Xc-/GSH/GPX4 通路在抑制铁死亡中发挥重要作用。Park 等22利用基因本体论分析和基因集富集分析显示心肌梗死时 GSH 代谢途径和 ROS 途径明显下调，且蛋白质组学定量分析表明保护细胞免受铁死亡的 GPX4 在 MI 的早期和中期下调，而用特异性小干扰 RNA（siRNA）或化学抑制剂 RSL3 抑制GPX4 会导致脂质过氧化积聚，促进 H9C2 心肌细胞发生铁死亡。上述研究说明在铁死亡这一研究方向无论是 System Xc-/GSH/GPX4 通路还是下文介绍的脂质过氧化，都是相互作用，最终都会影响细胞铁死亡。2.3 氧化应激信号通路 氧化应激是影响 CHD 发病的重要机制之一，同时也会导致细胞的铁死亡。机体在受到体内外生物、物理、化学性有害刺激导致稳态失衡时，细胞内 ROS 生成速度会大于清除速度，ROS 在体内不断积累，最终因过量对细胞造成不同程度的损伤23，更加严重的是会进一步产生级联效应导致组织器官损伤。当 ROS 保持在最佳浓度和动态平衡状态时，可以作为第二信使发挥作用，有助于控制细胞繁殖、生长或分化，并调节细胞信号。当 ROS 的浓度超过临界水平发生氧化应激时，会导致 DNA 损伤、蛋白质变性、脂质过氧化。因此，抑制体内细胞 ROS 的生成是治疗 CHD 的重要途经。影响氧化应激进而导致细胞铁死亡的重要因素包括以下几种：首先是核因子 E2 相关因子 2/血红素加氧酶-1（Nrf2/HO-1）通路24。Nrf2 是一种关键的转录因子和内源性抗氧化剂，负责维持细胞的代谢、氧化还原和蛋白质平衡。在一定的生理条件下，Nrf2 中的 Neh2 结构域会与细胞质中的负调控因子 Kelch 样 ECH 相关蛋白 1（Keap1）相互作用，促进 Nrf2 的泛素化和降解25。当这一过程发生在心肌缺血再灌注损伤中，就会产生过量的氧自由基，即产生氧化应激。Nrf2 可以从 Keap1 分裂并移位到细胞核，增强下游抗氧化因子如 HO-1 的表达。通过调节 Nrf2 的表达可以减轻缺血再灌注损伤，保护心脏。这种内源性保护作用最终通过促进 HO-1等抗氧化因子的表达，抑制氧自由基的产生，减轻氧化应激反应。Nrf2 靶基因不仅可以调节还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）再生和依赖GSH 的硫氧还蛋白和过氧化还原蛋白的还原，还可调节铁代谢及 GSH 合成，使其成为细胞铁死亡的多方面调节因子。抗氧化剂血红素加氧酶-1（HO-1）主要作用是催化血红素分解代谢成 Fe2+、一氧化碳（CO）和胆绿素，通过血红素基团的降解增强其抗氧化的效率，或者通过产物胆绿素清除 ROS 活性26。然而产物 Fe2+过量会导致细胞内铁过载从而引起细胞发生铁死亡，所以对于复杂的 Nrf2/HO-1 信号通路抗氧化过程还需要进一步深入研究。NADPH 氧化酶（NOX）是在人体内广泛分布的一种膜蛋白，是体内唯一直接催化产生ROS的酶27。NOX 可通过 NADPH、FAD 和血红素基团使氧作为最终的电子受体28，通过其过度表达和活性增加参与了缺血再灌注损伤中 ROS 的产生并导致铁死亡。NOX 也会立即产生超氧阴离子，超氧阴离子通过超氧化物歧化酶（SOD）转化为过氧化氢，过氧化氢通过膜氧化 Cys。如果 NOX 酶系统失衡，会严重阻断GSH 的生成，从而引起细胞铁死亡。电压依赖性阴离子通道（VDACs）是位于线粒体的膜孔蛋白，在真核细胞中用于转运离子和代谢物29。在肿瘤细胞铁死亡研究过程中发现，铁死亡诱导剂 erastin 可与线粒体外膜上的 VDAC2 和VDAC3 结合，导致线粒体功能障碍和氧化物释放，最终导致肿瘤细胞铁死亡。高表达 Ras-RAF-MEK通路也可能通过参与 VDAC2/3 从而增加 ROS 的产生，并使癌细胞对铁死亡敏感30。因此 VDACs 也成为铁死亡研究的又一大方向。此外，氧化应激在 CHD 发病机制中还将低密度脂蛋白转化为氧化低密度脂蛋白，氧化低密度脂蛋白在启动和促进病变部位的炎症反应和白细胞94中国现代医药杂志 2023 年 7 月第 25 卷第 7 期 MMJC，Jul 2023，Vol 25，No.7募集方面起着至关重要的作用，并通过激活平滑肌细胞和降低 NO 的生物利用度而促进动脉粥样硬化的发展。2.4 脂质过氧化相关通路 脂质过氧化是过多的ROS 氧化细胞膜或细胞器膜中的多不饱和脂肪酸磷脂（PUFA-PE）的生成过程，其启动与机体氧化抗氧化系统失衡密切相关，平衡这个过程对机体维持稳态十分重要。氧化形成的过量氢过氧化物（ROOH）中的很多成分可以与蛋白质和 DNA 反应，从而引起这些生物大分子的损伤。现在已报道的磷脂氢过氧化物（PLOOHs）可作为铁死亡执行者，在过氧化条件下能分解成一系列复杂产物如氧自由基，而 ROS 可以通过对生物膜中 PUFA 的过氧化引起细胞损伤。脂质过氧化作用是一种连锁反应，能连续产生自由基，自由基又可进一步推动过氧化反应。这种连锁反应最终会严重破坏细胞膜的完整性，从而导致细胞器和/或细胞膜破裂31。PUFA-PE 的生成需要酰基辅酶 A（CoA）合成酶长链家族成员 4（ACSL4）和溶血磷脂酰基转移酶 3（LPCAT3），这两种酶可激活多不饱和脂肪酸（DHA）和花生四烯酸（AA），并将其纳入膜定位的脂质中32。因此，目前研究较多的是脂质过氧化上游调节因子 ACSL4。ACSL4 在铁死亡过程中的作用是基于其连接长链不饱和脂肪酸花生四烯酸（20:4）和肾上腺酸（22:4），这些可以通过各种溶血磷脂酰基转移酶在磷脂中重新酯化。ACSL4 的基因缺失或其药理抑制将导致磷脂中长链 PUFA尾向短链单不饱和脂肪酸酰基（MUFA）尾巴的急剧转变。ACSL4 缺陷细胞可以使其在 GPX4 敲除后增殖数月，使这些细胞免于铁死亡。因此，抑制 ACSL4 的表达也是铁死亡研究的一大重点。PUFA-PE 的过氧化最后一步需要脂氧合酶来介导完成，这就使得脂氧合酶具有介导铁死亡诱导的可能性。研究发现，脂氧合酶的一些药物抑制剂可以抑制铁死亡，而敲除花生四烯酸-15-脂加氧酶（ALOX15）或应用脂氧合酶抑制剂黄芩素可以保护小鼠免受缺血性脑损伤33。然而，值得注意的是，脂氧合酶主要涉及 Cys 饥饿引起的铁死亡，而不是GPX4 缺失引起的铁死亡。因此，需要进一步深入剖析 LOXs 在铁死亡中的作用。脂质过氧化可以通过损害生物膜的流动性和膜蛋白的功能，进而损害细胞的功能。脂质过氧化产物也可以通过铁和氧介导的断链脂质过氧化反应生成终产物活性醛，如 4-羟基壬烯醛（4-HNE）和丙二醛（MDA）34，这些活性醛可以攻击细胞其他靶标，如蛋白质 DNA，从而将最初的细胞膜损伤传递到细胞内其他大分子和细胞的其他部分。所以，针对 4-HNE 和 MDA 两个靶点用药在一定程度上抑制细胞铁死亡的应用，还需进一步验证。2.5 其他信号通路调节铁死亡 抗病毒药物扎西他滨导致线粒体 DNA 耗竭和氧化 DNA 损伤，通过激活自噬依赖的铁死亡来触发原代和永生化人胰腺癌细胞的细胞死亡，依赖于扎西他滨诱导的线粒体 DNA 应激激活芳香烃受体核转位因子样（STING1/TMEM173）介导的 DNA 传感通路，通过脂质过氧化导致细胞铁死亡，而不是 I 型干扰素反应35。胚胎致死-异常视觉样蛋白 1（ELAVL1）是一种富含 AU 元件（ARE）和富含 U 元件的 RNA结合蛋白（RBP），其通过稳定叉头框（FOX）转录因子家族成员 FOXC1 的信使 RNA（mRNA）来调节基因表达36，研究显示在心肌缺血/再灌注（I/R）手术后出现铁死亡后，ELAVL1 水平升高37。ELAVL1 基因敲除可减少铁死亡，改善 I/R 损伤；同时 FOXC1转录激活的 ELAVL1 也可能通过调节自噬而促进心肌 I/R 铁死亡，从而导致心肌损伤。抑制ELAVL1 介导的铁死亡或将成为治疗心肌 I/R 损伤的新视角38。3 药物对铁死亡通路的干预CHD 是导致人类死亡人数最多的疾病之一，目前中西医都在为 CHD 的治疗而进行多种研究。中药具有历史悠久、靶点多、毒副作用小的优点，含有丹参、黄芪、人参、三七、郁金、西洋参等具有心脏保护作用的中药临床制剂已被广泛用于治疗 CHD、心绞痛和其他心血管疾病。通过手术和现代药物手段也对 CHD 的发生发展起到一定的阻断作用，但是由于研究起步较晚，经验少，对于干预 CHD 细胞铁死亡的相关机制以及针对铁死亡机制引起 CHD的药物12还需进一步研究。3.1 药物对铁代谢相关通路的干预“铁超载”会导致细胞铁死亡，药物可以通过直接减少细胞内 Fe2+含量或调控铁生成通路相关蛋白减少 Fe2+的生成，从而抑制铁死亡。文献报道通过上调铁代谢通路95中国现代医药杂志 2023 年 7 月第 25 卷第 7 期 MMJC，Jul 2023，Vol 25，No.7中铁转运蛋白、铜蓝蛋白、膜铁转运蛋白辅助蛋白、转铁蛋白或者下调转铁蛋白受体、二价金属离子转运体、锌铁转运蛋白、铁调节蛋白、缺氧诱导因子 1等因子含量或抑制其表达，可以很好地阻断细胞铁死亡的发生。Fe2+以不稳定的铁池形式维持在细胞中，与包括 GSH 等的低分子化合物结合。GSH 的耗竭不仅可以灭活 GPX4，还可以形成 GSH-Fe 复合体，通过铁离子分子伴侣（PCBP1）传递给铁蛋白。因此，GSH 的耗竭直接促进了不稳定铁的可利用程度。铁螯合剂也用于直接减少胞内 Fe3+含量，防止过多的 Fe3+转化为 Fe2+。铁螯合剂与铁离子的紧密结合可以减弱催化氧化应激反应的能力，最后阻断脂质过氧化39。目前使用最普遍的铁螯合剂主要有去铁胺、去铁酮和地拉罗司40，对铁螯合剂的研究主要集中在治疗地中海贫血患者因长期输血引起的慢性铁超载，在心血管领域确有铁螯合剂的应用，目前仍处于实验阶段。雷帕霉素是一种哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）复合物 1 抑制剂41，有实验发现雷帕霉素的心脏作用靶点在铁死亡细胞中，mTOR 过表达能抑制过量铁引起的细胞死亡，而 mTOR 的缺失则促进过量铁诱导的细胞铁死亡。其针对铁死亡细胞的药理作用主要是减少转铁蛋白受体的表达水平，并且降低细胞铁水平，激活铁调节蛋白-1/2（Irp1/2）系统，也可以代偿性下调转铁蛋白以恢复铁平衡42，43。矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（C3G）是花青素家族的一员，其广泛分布于紫色或红色的蔬菜和水果中。C3G 可有效阻断 RSL3 对铁死亡的促进作用，C3G 在细胞和组织中除了能有效地减轻氧化应激，也可以降低 Fe2+含量，抑制核受体辅激活因子 4（NCOA4）的表达，下调 TFR1 和上调 FTH1的表达。研究证明，NCOA4 基因敲除可以降低细胞内铁水平和脂质过氧化，从而减轻锌纳米颗粒诱导的细胞死亡44。中药有效成分黄芩素是黄芩根中的主要生物活性黄酮类成分，可抑制 Erastin 诱导的 Fe2+生成，在细胞处于正常功能时相当于是一种强的铁螯合剂，可能在调节机体的铁稳态和抑制芬顿反应45中发挥重要作用。3.2 药 物 对 System Xc-/GSH/GPX4 通 路 的 干 预System Xc-/GSH/GPX4 通路是铁代谢通路、氧化应激相关通路以及脂质过氧化相关通路的媒介。GSH和 GPX4 在三条通路中均发挥作用，在进行药物研究时可以通过 GSH 和 GPX4 将各种机制联系起来，所以可以通过相同的药物对不同的细胞铁死亡通路发挥作用。黄芩素在蛋白质水平能抑制 Erastin 介导的GPX4 降解45；荜茇酰胺（PL）来源于胡椒科植物荜茇的干燥根，PL 能调节 GSH 和 Nrf2 表达水平，起到杀伤癌细胞的作用46；含维生素 E 丰富的食物，如糙米可以通过保护细胞免受脂质过氧化而补偿GPX4 损失47。当然，补充 GSH 是最直接的抑制铁死亡的方法，上面提到的减少 ROS 生成的药物同时也能上调 System Xc-/GSH/GPX4 信号通路的活性。3.3 药物对氧化应激及脂质过氧化相关通路的干预氧化应激会使机体受到不同程度的损伤，无论是减少促氧化因素或是增强抗氧化因素均可减少这些损伤。对抗 ROS 积累的毒性影响的一个新兴战略是设计或识别优先在特定细胞内位置清除 ROS 的小分子。在氧化应激反应重要的通路 Nrf2/HO-1中，Nrf2 是一种很重要的内源性抗氧化剂，有一些药物可增强其表达来放大抗氧化作用；在其他抗氧化通路如三磷酸鸟苷环化水解酶 1-四氢生物喋呤（GCH-1-BH4）通路以及铁死亡抑制蛋白 1（FSP1）介导的 FSP1-CoQ-NADPH 通路等。牡荆素是一种从山楂叶、绿豆皮等植物中提取出来的黄酮类单体成分，其药理作用之一是降低 ROS 和活性氮自由基 RNS 水平。Che 等48通过建立结扎大鼠左冠状动脉模型发现牡荆素能降低心肌细胞中丙二醛（MDA）的水平及提高超氧化物歧化酶（SOD）和 NADPH 的活性，抑制脂质过氧化来预防心肌细胞铁死亡的发生，并改善心功能。Lu 等49通过动物实验研究表明牡荆素也可以增强Nrf2 的表达和 HO-1 的活性，使细胞中 ROS 产生减少，从而抑制铁死亡的发生。黄芩素发挥心肌保护作用的机制包括通过激活 Nrf2 信号通路，减轻过氧化氢叔丁醇诱导 H9C2心肌细胞引起的氧化应激损伤，从而保护心肌50。在特定铁死亡诱导剂的作用下，与铁抑制素-1、Liproxstatin-1、甲磺酸去铁胺和-巯基乙醇等铁死亡抑制剂相比，黄芩素显示出优越的抗铁死亡活性作用51。也有研究52证实，丹参素是强效的 ROS 清除剂，丹参素是丹参中亲脂性成分，具有明显的抗氧化、抗炎、抗板、抗肿瘤等药理活性，具有广泛的96中国现代医药杂志 2023 年 7 月第 25 卷第 7 期 MMJC，Jul 2023，Vol 25，No.7心脑血管保护作用，能够增强内源性抗氧化剂如SOD、过氧化氢酶、GPX4 和 HO-1 等的活力，通过抗氧化作用对心脏进行保护。近年来，微量元素硒及维生素 E 在 CHD 中被证实可以改善细胞脂质代谢，抗脂质过氧化。研究53显示，在低硒和维生素 E 情况下，心肌缺血、缺氧会引起能量代谢障碍，并且当黄嘌呤氧化酶活性增加并产生大量氧自由基时，体内清除系统硒浓度、System Xc-/GSH/GPX4 通路活性的上调、SOD活性及维生素 E 等因清除自由基引发的氧化/过氧化反应被大量耗损时，氧自由基清除系统活性会下降53，从而促进动脉粥样硬化斑块的形成。在此过程中硒和维生素 E 相互协同，增加硒浓度，可以增强 SOD 和 GPX4 活性，降低氧化应激对细胞的严重影响。普罗布考作为一种降血脂的西药，同时也有抗氧化的作用，其可以降低细胞内氧化应激反应，通过升高 Nrf2 蛋白和 GPX4 蛋白的表达水平来维持细胞内正常的氧化还原状态，从而提高心肌细胞抗氧化能力54。有研究55表明，其改善血脂的功效一直被用于治疗高胆固醇血症。普罗布考的抗氧化功效可成为改善动脉粥样硬化性疾病的替代品，并能有效防止高胆固醇血症患者颈动脉粥样硬化的进展。虽然普罗布考具有较强的抗动脉粥样硬化特性，但由于其适度的降胆固醇作用、QT 间期延长以及缺乏支持其心血管保护作用的临床证据，尚未被临床广泛应用。铁死亡抑制蛋白 1（FSP1）具有 NAD（P）H 氧化还原酶活性，作为 NAD（P）H 依赖性氧化还原酶，能够将泛醌还原为泛醇（CoQH2）。CoQH2 通过捕获过氧化脂质自由基来抑制脂质过氧化和铁死亡56，因此有观点认为 FSP1 通过产生非线粒体 CoQH2池来发挥抗铁死亡作用。值得注意的是，CoQ 主要在线粒体中合成，但可在非线粒体膜中检测到，包括质膜。FSP1 用于铁死亡防御的非线粒体 CoQ 的来源仍有待明确57。FSP1 常出现在抗肿瘤方面的研究，已有研究58发现，阿霉素能使细胞膜 FSP1上调进而诱导细胞凋亡59；腺苷使小细胞肺癌细胞或肝细胞癌中 FSP1 上调并使核易位60；姜黄素在治疗黑色素瘤中通过上调 FSP1 发挥抗肿瘤作用61。GTP 环化水解酶 1（GCH1）-四氢生物蝶呤（BH4）通路中的 BH4 是一种能够捕获过氧化脂质自由基的抗氧化剂，是 GCH1 介导 BH4 生物合成途径中的限速酶。此外，GCH1 也可以促进 CoQH2 和含有两个 PUFA 尾的 PLs 的产生以发挥铁死亡防御作用。GCH1BH4 通路运行的亚细胞区室仍有待探索62。4 总结与展望在 CHD 的发生和发展中，铁死亡或将扮演着重要的角色，针对铁死亡相关的信号通路和代谢途径也会吸引更多学者进行广泛研究和探讨。首先是 CHD 铁死亡发病机制的探究，主要包括铁代谢、GSH 代谢、氧化应激及脂质代谢等相关通路。这些发病机制都是相互影响，共同引起 CHD 的发生，但至今仍难以明确其具体发病机制。因此，在临床上治疗 CHD 缺血缺氧铁死亡时，要先辨明其发病机制，进一步应针对 CHD 病程中的不同机制给出不同的应对手段。针对自由基增多和脂质过氧化这一病理过程，一些中药单体如牡荆素、丹参素、黄芩素、红花黄色素等在治疗心血管疾病中都体现出优越的治疗效果，不但能对症治疗还可以调节机体稳态。针对此病理过程还可以应用其他药物如硒、维生素 E 和普罗布考等。在针对铁超载这一病理过程中，可以参考使用雷帕霉素、GSH、C3G、黄芩素、铁螯合剂等应对铁死亡的发生。随着基础研究的不断深入，细胞铁死亡过程在心血管疾病的治疗道路上也逐渐开阔，通过中医药干预铁死亡、铁死亡抑制剂、抗氧化剂和铁螯合剂等治疗手段抗细胞铁死亡也待进一步研究与挖掘。参考文献1 Dixon SJ，Lemberg KM，Lamprecht MR，et al.Ferroptosis：an iron-dependent form of nonapoptotic cell deathJ.Cell，2012，149（5）：1060-10722 Jiang XJ，Stockwell BR，Conrad M.Ferroptosis：mechanisms，biology and role in diseaseJ.Nat Rev Mol Cell Biol，2021，22（4）：266-2823 陈苍舒，雷励.冠心病炎症机理与热毒痰瘀相关性探讨 J.中国中医急症，2007，3：311-3124 Fang X，Wang H，Han D，et al.Ferroptosis as a target for protection against 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