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本研究针对随意皮瓣术后远端组织缺血坏死的临床难题，探索了褪黑素通过激活Nrf2/HO-1通路抑制铁死亡的新机制。研究人员通过小鼠和灵长类动物模型证实，褪黑素能显著改善皮瓣存活率，促进血管生成，并减轻氧化应激损伤，为临床皮瓣移植提供了新型治疗策略。
在整形外科和创伤修复领域，随意皮瓣移植是组织缺损修复的常用技术，但术后远端组织缺血坏死始终是制约手术成功率的主要瓶颈。据统计，皮瓣远端坏死发生率高达10%-15%，严重影响患者预后。传统治疗方法效果有限，迫切需要探索新的分子机制和干预策略。铁死亡（ferroptosis）是近年发现的一种铁依赖性的程序性细胞死亡方式，与缺血再灌注损伤密切相关，但其在皮瓣坏死中的作用尚未明确。褪黑素（melatonin）作为内源性吲哚胺类激素，具有强大的抗氧化和细胞保护作用，在缺血性疾病中展现出治疗潜力，然而其在皮瓣存活中的作用机制，特别是在灵长类动物中的验证仍属空白。
本研究通过构建C57BL/6J小鼠随意皮瓣模型，系统评估了褪黑素对皮瓣存活的影响。研究人员采用Transwell迁移实验、体外成管实验等技术分析血管生成，通过流式细胞术和免疫荧光染色检测细胞死亡模式，并利用铁死亡诱导剂erastin进行反向验证。在机制层面，重点探讨了核因子E2相关因子2（Nrf2）核转位及其下游血红素加氧酶-1（HO-1）的表达调控。尤为重要的是，研究首次在非人灵长类动物（NHP）模型中验证了褪黑素的安全性和有效性，为临床转化提供了关键依据。
主要实验方法包括：1）建立小鼠随意皮瓣缺血模型和TBHP诱导的细胞损伤模型；2）通过组织染色、氧化应激指标检测和电镜观察评估组织损伤；3）运用血管生成相关实验分析微血管形成；4）采用分子生物学技术检测铁死亡相关通路蛋白表达；5）在食蟹猴模型中验证药物疗效和安全性。
研究结果
改善皮瓣存活率
褪黑素治疗组小鼠皮瓣存活面积显著增加，组织水肿和充血程度明显减轻。组织学检查显示治疗组真皮结构完整，炎性细胞浸润减少，新生微血管密度显著高于对照组。
抑制铁死亡通路
褪黑素有效降低了皮瓣组织中脂质过氧化物和游离铁离子浓度。Western blot结果显示，治疗组Nrf2核转位增加，HO-1表达上调，同时铁死亡关键标志物前列腺素内过氧化物合酶2（PTGS2）表达下降。erastin可部分逆转褪黑素的保护作用，证实其作用与铁死亡抑制密切相关。
促进血管生成
体外实验表明，褪黑素能显著增强人脐静脉内皮细胞（HUVEC）的迁移能力和成管功能。动物实验中，CD31免疫荧光染色显示治疗组微血管密度增加约2.3倍，血管内皮生长因子（VEGF）表达同步上调。
减轻线粒体损伤
透射电镜观察发现，褪黑素治疗组线粒体形态完整，嵴结构清晰，而对照组线粒体呈现典型铁死亡特征：膜密度增加、嵴减少或消失。线粒体膜电位检测证实褪黑素能维持膜电位稳定性。
灵长类动物验证
在食蟹猴模型中，褪黑素同样表现出促进皮瓣存活和血管生成的作用，且重要器官功能指标和血液生化参数未见异常，证实其具有良好的安全性。
本研究首次阐明褪黑素通过激活Nrf2/HO-1通路抑制铁死亡，进而促进皮瓣存活的分子机制。在细胞、小鼠和灵长类动物多个层面证实，褪黑素不仅能减轻氧化应激和线粒体损伤，还能促进血管新生，形成多靶点保护网络。特别值得注意的是，研究在临床前研究的最终环节——非人灵长类动物模型中验证了褪黑素的疗效和安全性，极大推动了该治疗的临床转化进程。这项研究不仅为皮瓣坏死防治提供了新策略，也为铁死亡相关疾病治疗开辟了新方向，具有重要的理论意义和临床价值。
