Liproxstatin-1通过序贯调节铁死亡（ferroptosis）通路，在心肌缺血-再灌注后实现剂量和时间依赖性的心脏保护作用

《Molecular and Cellular Biochemistry》：Dose- and time-dependent cardioprotection of liproxstatin-1 via sequential modulation of ferroptosis pathways after myocardial ischemia-reperfusion

　　

摘要

心肌缺血-再灌注（MI/R）损伤显著限制了冠状动脉再灌注治疗的临床效果。铁死亡（Ferroptosis）是一种由脂质过氧化驱动的、依赖铁的细胞死亡形式，已被证实与心肌缺血-再灌注（I/R）损伤有关。Liproxstatin-1（Lip-1）是一种强效的铁死亡抑制剂，但其对心脏关键分子通路和病理特征的动态、剂量依赖性影响尚未完全阐明。为了系统研究Lip-1对心肌I/R损伤的保护作用及其剂量和时间依赖性，重点关注NRF2/GPX4通路、铁沉积和溶酶体完整性，研究人员将90只Wistar大鼠随机分为15个实验组（每组6只）：正常组（未进行手术）、假手术组（仅开胸未造成缺血）、I/R模型组以及I/R+Lip-1治疗组。Lip-1以1、3或5 mg/kg的剂量在再灌注开始后的0、24、48和72小时静脉注射，每次注射后6小时采集心肌组织和血液样本。通过超声心动图评估心脏功能，使用Evans Blue/TTC双染色法测定心肌梗死面积，血清中的CK-MB和LDH水平作为心肌损伤的标志物。分析方法包括Western blot检测NRF2和GPX4的表达情况，Prussian blue染色法量化铁沉积量，以及免疫荧光法检测LAMP1的定位和强度。统计分析采用双因素方差分析（two-way ANOVA），并使用Tukey事后检验（post hoc test）对Lip-1治疗组进行比较；模型验证比较则采用t检验或单因素方差分析（one-way ANOVA）。与假手术组相比，I/R损伤显著降低了LVEF（左心室射血分数），增加了心肌梗死面积，并提高了CK-MB和LDH水平（所有P<0.0001），证实了模型的有效性。Lip-1还下调了GPX4的表达，引发了严重的铁沉积，并降低了LAMP1水平，同时触发了NRF2的表达上调。Lip-1治疗在所有测量指标上均表现出剂量和时间依赖性的保护作用：改善了心脏功能，减少了心肌梗死面积，并降低了CK-MB和LDH的释放，其中心肌梗死面积（F(6,60) = 8.338, P<0.0001）、CK-MB（F(6,60) = 6.467, P<0.0001）和LDH（F(6,60) = 9.021, P<0.0001）的剂量-时间交互作用显著。Lip-1动态调节了NRF2/GPX4通路，其最大GPX4表达出现在再灌注后48小时（样本采集时间为再灌注后54小时）。Lip-1逐渐减少了铁沉积，在再灌注后72小时（样本采集时间为再灌注后78小时）达到最大效果，并在后续采样点恢复了LAMP1的表达下调。统计分析显示NRF2（F(6,60) = 200.8, p<0.0001）、GPX4（F(6,60) = 34.84, p<0.0001）和铁沉积均存在显著的剂量-时间交互作用。高剂量Lip-1（5 mg/kg）在所有参数上表现出更优且持续的效果。Lip-1通过多种机制提供对I/R损伤的多方面保护，包括早期增强NRF2/GPX4抗氧化防御、逐步减轻病理性铁积累以及恢复溶酶体膜完整性。