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为解决肌肉疾病致病机制及治疗策略问题,作者[第一作者单位] 研究人员开展铁代谢、ferroptosis 与肌肉疾病关系的研究。结果发现其在多种肌肉疾病进程中起关键作用,这为确定潜在治疗靶点、开发新疗法意义重大,值得科研读者一读。
本文全面阐述了铁代谢、铁死亡与肌肉系统疾病之间的紧密联系,深入探讨了相关机制和潜在治疗策略。由于内容较多,以下是部分翻译内容,如果需要更多内容,请随时告诉我。
摘要
肌肉系统在人体中发挥着关键作用,它控制着骨骼运动、心血管功能以及消化器官的活动。此外,肌肉组织还具有内分泌功能,能够分泌肌源性细胞因子,从而调节全身代谢。维持肌肉功能需要铁稳态。近期研究表明,铁代谢紊乱和铁死亡(一种铁依赖性细胞死亡形式)是多种肌肉疾病进展的重要因素,这些疾病包括肌肉减少症、心肌病和肌萎缩侧索硬化症等。因此,全面了解这些疾病中调节铁代谢和铁死亡的机制,对于确定潜在的治疗靶点以及开发疾病治疗和预防的新策略至关重要。本文旨在总结 [第一作者单位] 研究人员在理解肌肉损伤、相关肌肉疾病和病症背景下铁死亡的分子机制方面的最新进展。此外,[第一作者单位] 研究人员还讨论了铁死亡途径中的潜在靶点以及治疗肌肉疾病的可能策略。最后,[第一作者单位] 研究人员对当前针对铁死亡的治疗干预措施的局限性和未来前景进行了新的探讨。
引言
肌肉系统是人体运动和稳定的主要结构。人体含有 600 多块有命名的肌肉,几乎占总体重的一半。几乎所有的身体运动都需要肌肉参与,肌肉大致可分为两类:横纹肌,包括骨骼肌和心肌;以及非横纹肌,如血管、呼吸和胃肠道系统中的平滑肌 。除了在身体运动和稳定方面的作用外,肌肉还作为内分泌器官,通过释放多种细胞因子影响全身代谢。肌肉疾病,如肌肉减少症、肌萎缩侧索硬化症(ALS)和心肌病,会严重降低生活质量,甚至危及生命。此外,全球肌肉疾病的负担目前正在增加。因此,了解肌肉疾病的致病机制具有重要的临床意义,开发针对性的治疗策略是亟待满足的医疗需求。铁是人体中含量最丰富的必需金属元素,参与氧气运输、储存和能量代谢,这对于维持肌肉的正常生理功能是必需的。因此,深入研究肌肉细胞中的铁代谢以及铁缺乏或过载对肌肉功能的影响,可能为肌肉疾病的预防和治疗指明新的方向。
铁死亡是一个依赖于过量铁、活性氧(ROS)和含有多不饱和脂肪酸链(PUFAs)的磷脂(PLs)的细胞过程。铁死亡可由两条主要途径引发,即外源性(转运体依赖)途径和内源性(酶调节)途径。外源性途径由细胞表面转运体的抑制(如胱氨酸 / 谷氨酸转运体,也称为系统 Xc?)或铁转运体的激活触发。相比之下,内源性途径主要通过阻断细胞内抗氧化酶的表达和 / 或活性(包括谷胱甘肽(GSH)/ 谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4)途径 以及铁死亡抑制蛋白 1(FSP1)/ 辅酶 Q10(CoQ10)途径)以及激活参与脂肪酸代谢的酶(如酰基辅酶 A 合成酶长链家族成员 4(ACSL4))来启动。铁死亡诱导的关键特征包括铁积累增加、自由基生成、氧化和抗氧化系统失衡以及脂质过氧化。
尽管铁死亡研究领域仍处于起步阶段,但自 Dixon 等人在十多年前首次对其进行描述以来,关于这一主题的研究数量呈指数级增长。越来越多的证据表明,铁死亡在各种肌肉疾病的发生和发展中起着重要作用。例如,与铁死亡相关的多种代谢途径的变化与骨骼肌萎缩、心脏损伤和运动神经元丧失有关。因此,针对铁死亡可能为治疗和预防这些疾病提供一种有前景的新治疗策略。在本文中,[第一作者单位] 研究人员深入分析了调节铁死亡的机制和过程,同时总结了铁死亡在各种肌肉疾病中作用的最新进展。此外,[第一作者单位] 研究人员还对这些疾病的诊断和治疗提供了实际和实验见解,并探讨了新兴的潜在靶点和干预策略,以开发旨在调节铁死亡的新型临床疗法。