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小檗碱通过Nrf2/HO-1/GPX4通路抑制高糖诱导的视网膜血管内皮细胞铁死亡:机制与治疗意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月22日 来源:Experimental Eye Research 3.0
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本研究针对糖尿病视网膜病变(DR)中高糖诱导的人视网膜微血管内皮细胞(HRMECs)铁死亡现象,首次系统探究了小檗碱(BBR)通过激活Nrf2/HO-1/GPX4通路抑制氧化应激、减少脂质过氧化和铁蓄积的保护机制,为开发新型DR治疗策略提供了理论依据。
糖尿病视网膜病变(DR)作为糖尿病最严重的微血管并发症,长期困扰着全球超过1/3的糖尿病患者。随着病程延长,超过半数患者会出现血-视网膜屏障(BRB)破坏,导致视网膜水肿和新生血管形成。尽管抗VEGF药物和激光治疗取得进展,但仍有相当比例患者疗效不佳,这提示DR存在VEGF非依赖的病理机制。近年来,铁死亡——一种由铁依赖的脂质过氧化驱动的特殊细胞死亡方式,在神经退行性疾病和缺血再灌注损伤中的作用备受关注,但其在DR中的角色仍属空白。
江西省某研究机构团队在《Experimental Eye Research》发表的研究,首次揭示高糖环境通过下调GPX4和FSP1、上调ACSL4诱导HRMECs铁死亡,而传统中药成分小檗碱(BBR)能显著逆转这一过程。研究人员采用CCK-8法检测细胞活力,Western blot和RT-qPCR分析关键蛋白/mRNA表达,结合荧光显微镜观察ROS、透射电镜观察线粒体形态,以及GSH/MDA等生化检测,系统阐明了BBR的细胞保护机制。
【高糖对HRMECs的影响】实验显示30mM葡萄糖处理48小时后,细胞存活率显著降低,伴随GPX4蛋白和mRNA表达下降,ACSL4蛋白升高,透射电镜观察到线粒体嵴减少等铁死亡特征性改变。
【BBR的干预效果】BBR处理使Nrf2核转位增加2.3倍,HO-1表达提升1.8倍,GPX4和FSP1蛋白水平恢复至正常组80%以上,同时将ACSL4抑制至基线水平。铁离子检测显示BBR使细胞内Fe2+积累减少67%,MDA水平下降54%。
【机制探讨】BBR通过激活Nrf2转录活性,促进下游HO-1和GPX4表达,形成抗氧化防御网络。其中GPX4通过催化GSH还原反应清除脂质过氧化物,而FSP1则构成GPX4非依赖的平行防御体系,共同维持细胞氧化还原稳态。
这项研究不仅首次证实铁死亡参与DR发生,更创新性地发现BBR通过多靶点调控Nrf2/HO-1/GPX4轴抵抗铁死亡。相较于传统抗VEGF治疗的局限性,BBR针对铁死亡核心环节的干预策略,为开发广谱性DR治疗药物提供了新方向。特别值得注意的是,BBR作为已临床应用的安全化合物,其转化潜力显著,未来或可开发为防治DR进展的联合用药方案。研究结果对理解DR多元发病机制具有重要理论价值,也为其他糖尿病微血管并发症的治疗研究提供了范式参考。
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