七氟醚诱导的发育中神经元铁死亡（ferroptosis）通过NCOA4-铁蛋白吞噬（ferritinophagy）-GPX4通路介导

《Journal of Molecular Histology》：Sevoflurane-induced ferroptosis in developing neurons mediated by the NCOA4-ferritinophagy-GPX4 pathway

七氟烷通过激活NCOA4-铁蛋白自噬-GPX4轴引发发育中脑神经元铁依赖性凋亡， Fer-1显著优于3-MA及siRNA干预，揭示铁代谢紊乱是儿童麻醉神经毒性的关键机制。

　　

摘要

七氟烷是儿科麻醉中的常用药物，但存在神经发育毒性的风险。虽然铁代谢和自噬的失调已被认为是导致这些毒性的原因之一，但确切的分子机制，尤其是NCOA4介导的铁蛋白吞噬在引发铁死亡（ferroptosis）中的作用，仍然是一个重要的知识空白。本研究旨在探讨NCOA4-铁蛋白吞噬-GPX4轴是否以及如何介导七氟烷对发育中大脑神经元的铁死亡。通过体外PC12细胞模型和体内新生Sprague-Dawley大鼠模型，研究了NCOA4介导的铁蛋白吞噬和铁死亡在七氟烷诱导的神经毒性中的作用。在体外实验中，PC12细胞被暴露于七氟烷后，再分别用Ferrostatin-1（Fer-1）、3-甲基腺嘌呤（3-MA）或针对NCOA4的siRNA进行处理。评估内容包括细胞存活率、氧化应激标志物以及与铁死亡相关的基因和蛋白质的表达水平。在体内实验中，新生大鼠被暴露于七氟烷，随后通过Western blot分析、苏木精和伊红染色、免疫组化以及Morris水迷宫测试来评估海马损伤和认知功能。七氟烷处理显著降低了PC12细胞的存活率和细胞内谷胱甘肽水平，同时增加了活性氧、丙二醛和亚铁离子的水平。NCOA4的表达上调，而GPX4和铁蛋白的表达下调。在各种处理方法中，Fer-1在缓解这些变化方面比3-MA或NCOA4沉默效果更显著。在新生大鼠中，七氟烷导致了海马神经元损伤、NCOA4表达升高和LC3-II/LC3-I比值增加，同时GPX4和铁蛋白水平降低，进而影响了空间学习和记忆能力。Fer-1表现出比3-MA更强的神经保护作用。七氟烷通过激活NCOA4-铁蛋白吞噬-GPX4通路诱导发育中大脑的神经元铁死亡。这些发现强调了发育中海马对铁代谢和铁死亡异常的敏感性，并突显了以铁死亡为靶点的神经保护策略在儿科麻醉中的潜在价值。

七氟烷是儿科麻醉中的常用药物，但存在神经发育毒性的风险。虽然铁代谢和自噬的失调已被认为是导致这些毒性的原因之一，但确切的分子机制，尤其是NCOA4介导的铁蛋白吞噬在引发铁死亡中的作用，仍然是一个重要的知识空白。本研究旨在探讨NCOA4-铁蛋白吞噬-GPX4轴是否以及如何介导七氟烷对发育中大脑神经元的铁死亡。通过体外PC12细胞模型和体内新生Sprague-Dawley大鼠模型，研究了NCOA4介导的铁蛋白吞噬和铁死亡在七氟烷诱导的神经毒性中的作用。在体外实验中，PC12细胞被暴露于七氟烷后，再分别用Ferrostatin-1（Fer-1）、3-甲基腺嘌呤（3-MA）或针对NCOA4的siRNA进行处理。评估内容包括细胞存活率、氧化应激标志物以及与铁死亡相关的基因和蛋白质的表达水平。在体内实验中，新生大鼠被暴露于七氟烷，随后通过Western blot分析、苏木精和伊红染色、免疫组化以及Morris水迷宫测试来评估海马损伤和认知功能。七氟烷处理显著降低了PC12细胞的存活率和细胞内谷胱甘肽水平，同时增加了活性氧、丙二醛和亚铁离子的水平。NCOA4的表达上调，而GPX4和铁蛋白的表达下调。在各种处理方法中，Fer-1在缓解这些变化方面比3-MA或NCOA4沉默效果更显著。在新生大鼠中，七氟烷导致了海马神经元损伤、NCOA4表达升高和LC3-II/LC3-I比值增加，同时GPX4和铁蛋白水平降低，进而影响了空间学习和记忆能力。Fer-1表现出比3-MA更强的神经保护作用。七氟烷通过激活NCOA4-铁蛋白吞噬-GPX4通路诱导发育中大脑的神经元铁死亡。这些发现强调了发育中海马对铁代谢和铁死亡异常的敏感性，并突显了以铁死亡为靶点的神经保护策略在儿科麻醉中的潜在价值。