芍药苷通过抑制YY1/ACSL4轴减轻辐射性肠炎中肠上皮细胞铁死亡和损伤的机制研究

《Immunobiology》：Paeoniflorin protects against radiation enteritis by suppressing YY1/ACSL4 axis to attenuate murine intestinal epithelial injury and ferroptosis

为探寻减轻盆腔肿瘤放疗所致肠道损伤的新策略，本研究聚焦于中药活性成分芍药苷的保护作用。研究团队结合体外细胞模型与体内动物实验，证实芍药苷能通过靶向转录因子YY1，下调其下游靶点ACSL4的表达，从而有效抑制电离辐射诱导的肠上皮细胞铁死亡，最终在体内外模型中缓解辐射性肠炎。该发现揭示了芍药苷治疗辐射性肠炎的新机制，为临床应用提供了潜在靶点。

　　

盆腔恶性肿瘤（如宫颈癌、直肠癌）的放射治疗是临床上的重要手段，但它像一把“双刃剑”：在精准杀伤癌细胞的同时，也难免会波及到周围快速更新的健康肠道组织，导致一种常见的并发症——辐射性肠炎（RE）。这种肠道损伤会引发腹痛、腹泻、吸收障碍，严重时甚至可能导致出血、穿孔，严重影响患者的生活质量和治疗效果。因此，寻找能够有效预防或减轻辐射性肠炎的药物，一直是临床和基础研究的热点。

传统中药芍药中提取的活性成分芍药苷（PF），以其卓越的抗炎活性而备受关注。已有研究表明芍药苷对辐射性肠炎有缓解作用，但其具体的作用机制，尤其是在近年来备受关注的“铁死亡”这一新型细胞死亡方式中的作用，尚不明确。铁死亡是一种铁依赖性的、由脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡，长链脂酰辅酶A合成酶4（ACSL4）是其中的关键催化酶。那么，芍药苷是否通过调控ACSL4介导的铁死亡来发挥保护作用？其上游的调控机制又是怎样的？为了解答这些问题，Jiao Yu、Yang Zhang、Qing Wang、Lei An、Yuyan Guo、Hongtao Ren等研究人员开展了一项深入的研究，相关成果发表在《Immunobiology》期刊上。

主要技术方法概述

研究人员首先建立了体外电离辐射（IR）诱导的小鼠肠上皮细胞（IEC-6）损伤模型和体内辐射性肠炎小鼠模型。在体外实验中，他们运用了CCK-8法检测细胞活力，EdU法评估细胞增殖，流式细胞术分析细胞凋亡，并使用多种检测试剂盒评估铁死亡相关指标（Fe²⁺、GSH、ROS、MDA水平）。通过生物信息学分析、染色质免疫共沉淀（ChIP）和双荧光素酶报告基因实验，验证了转录因子YY1对ACSL4的转录调控关系。蛋白质和mRNA表达水平分别通过Western blot和qRT-PCR进行检测。在体内实验中，通过测量结肠长度、苏木精-伊红（HE）染色、免疫组织化学（IHC）和酶联免疫吸附测定（ELISA）等方法评估了芍药苷对小鼠肠道损伤、炎症和ACSL4表达的影响。

研究结果

3.1. PF抑制IR诱导的IEC-6细胞损伤和铁死亡

实验发现，电离辐射显著降低了IEC-6细胞的活力和增殖，并促进了细胞凋亡，而芍药苷处理能以剂量依赖的方式逆转这些损伤。进一步检测发现，IR诱导了细胞内Fe²⁺和ROS水平升高、GSH水平降低，这是铁死亡的典型特征。而芍药苷处理能显著改善这些铁死亡指标。重要的是，研究排除了芍药苷对细胞焦亡和坏死性凋亡的影响，表明其保护作用特异性地针对铁死亡通路。

3.2. PF通过抑制ACSL4表达对IR诱导的IEC-6细胞发挥保护作用

Western blot结果显示，IR显著上调了ACSL4的蛋白表达，而芍药苷处理能有效抑制其表达。功能回复实验表明，过表达ACSL4可以逆转芍药苷对细胞活力、增殖的促进作用以及对凋亡和铁死亡的抑制作用。这证明ACSL4是芍药苷发挥保护作用的关键下游靶点。

3.3. YY1激活ACSL4的转录

为了寻找ACSL4的上游调控因子，研究人员利用生物信息学工具预测并发现转录因子YY1在ACSL4启动子区域有高评分结合位点。ChIP实验证实YY1能特异性结合到ACSL4启动子的特定区域（Site 1）。双荧光素酶报告基因实验显示，敲低YY1能降低野生型ACSL4启动子的活性，但对突变型启动子无影响。同时，敲低YY1能下调ACSL4的mRNA和蛋白水平。这些结果证实了YY1是ACSL4的转录激活因子。

3.4. ACSL4过表达抵消了YY1敲低对IR诱导的IEC-6细胞损伤的影响

为了验证YY1是否通过调控ACSL4来影响细胞表型，研究人员进行了回复实验。结果显示，敲低YY1可以缓解IR诱导的细胞损伤和铁死亡，但这种保护作用在同时过表达ACSL4后被完全抵消。这进一步证实了YY1是通过上调ACSL4来加剧辐射损伤的。

3.5. PF通过抑制YY1表达来阻碍IR诱导的IEC-6细胞损伤和铁死亡

研究发现，IR能上调YY1的表达，而芍药苷处理能抑制YY1的表达。过表达YY1可以逆转芍药苷对细胞活力、增殖的促进作用，以及对凋亡和铁死亡的抑制作用。这表明，抑制YY1是芍药苷发挥保护作用的分子机制之一。

3.6. PF在体内通过抑制ACSL4表达来延缓辐射性肠炎进展

在辐射性肠炎小鼠模型中，IR导致小鼠结肠长度显著缩短，肠道组织出现严重的绒毛破坏、上皮细胞排列紊乱及水肿坏死。芍药苷治疗能显著改善这些病理损伤，恢复结肠长度。IHC和Western blot分析显示，芍药苷能抑制体内YY1和ACSL4的蛋白表达。同时，芍药苷还能降低促炎因子IL-1β和TNF-α的水平，改善铁死亡指标（降低Fe²⁺，提高GSH），并促进肠道紧密连接蛋白（Claudin-1, Occludin, JAM-A）的表达，从而修复受损的肠道屏障功能。

结论与讨论

本研究系统性地阐明了芍药苷缓解辐射性肠炎的新机制。研究结论表明，芍药苷能够通过抑制转录因子YY1的表达，进而下调其下游靶基因ACSL4的转录，最终抑制电离辐射诱导的肠上皮细胞铁死亡，从而在细胞和动物模型中有效减轻肠道损伤和炎症反应。

这项研究的意义在于：首先，它超越了芍药苷已知的抗炎作用，首次将其保护作用与铁死亡这一新兴的细胞死亡机制联系起来，为理解芍药苷的药理作用提供了全新视角。其次，研究成功定位了YY1/ACSL4这一调控轴在辐射性肠炎发生发展中的关键作用，为疾病干预找到了新的潜在分子靶点。最后，该研究为将中药活性成分芍药苷开发成防治放疗副作用的辅助药物提供了坚实的实验依据和理论支持，有望在未来改善盆腔肿瘤放疗患者的生活质量和治疗预后。当然，研究也存在一些局限性，如在更多细胞系或原代细胞中验证、探索该通路与其他信号通路的交互作用以及开展临床研究等，这些都是未来值得深入的方向。