吲哚-3-甲酰胺通过AhR-SLC7A11通路抑制铁死亡与炎症缓解LPS诱导的子宫内膜炎

本研究发现，吲哚-3-甲酰胺（I3A）通过激活芳香烃受体（AhR）并上调SLC7A11表达，显著抑制脂多糖（LPS）诱导的小鼠子宫内膜炎。其机制涉及抑制NF-κB信号通路活化、降低促炎因子TNF-α和IL-1β水平，并有效阻断铁死亡（ferroptosis）关键过程，包括减少脂质过氧化物MDA、铁离子积累，同时提升谷胱甘肽（GSH）和谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）活性。该研究为子宫内膜炎治疗提供了新型靶向策略。

　　

引言

慢性子宫内膜炎是子宫内膜感染病原体后发生的炎症反应，育龄妇女可能出现腹痛、发热、月经异常等症状，甚至导致不孕或习惯性流产。子宫内膜发生炎症时，免疫细胞和炎症因子可能干扰胚胎与子宫内膜之间的信号通讯，进而影响胚胎植入。抗生素治疗仍是当前主要治疗方法，但部分患者经规范抗生素治疗后仍存在持续性炎症，因此寻求有效治疗方法成为亟待解决的问题。

铁死亡作为一种铁依赖脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡形式，其特征包括GPX4活性抑制、脂质自由基积累和线粒体嵴消失。近年研究表明，铁死亡在子宫内膜炎发病过程中起重要作用，抑制铁死亡可减轻LPS或金黄色葡萄球菌诱导的子宫内膜炎。

吲哚-3-甲酰胺（I3A）作为色氨酸吲哚衍生物，是微生物的独特代谢产物，已被证明具有抗炎和抗肿瘤活性。既往研究表明，I3A对肠道类器官具有辐射保护作用，可通过减轻氧化应激抑制对乙酰氨基酚诱导的肝损伤，还能通过抑制凋亡和增强线粒体功能减轻顺铂诱导的肾损伤。此外，I3A还能通过抑制炎症反应缓解主动脉夹层，并通过减轻炎症和增强肠道屏障功能抑制DSS诱导的结肠炎。然而，I3A对子宫内膜炎的治疗作用尚未见报道。

材料与方法

研究使用8周龄雌性C57BL/6J小鼠，体重20-25g，随机分为五组：对照组、I3A组、LPS组、LPS+I3A组和LPS+I3A+CH223191组。I3A以150 mg/kg/天的剂量口服给药两天，CH223191以20mg/kg/天剂量口服给药两天。LPS处理后24小时收集子宫组织进行后续实验。

采用H&E染色观察子宫组织病理学变化；通过ELISA法检测TNF-α和IL-1β水平；使用Western blot分析蛋白表达；通过铁测定试剂盒、MDA分析试剂盒、GSH分析试剂盒检测铁死亡生物标志物Fe²⁺、MDA、GSH水平和GPX4活性。体外实验使用小鼠子宫上皮细胞（MUECs），分为对照组、I3A组、LPS组、LPS+I3A组和LPS+I3A+CH223191组，细胞用I3A（50 μM）处理后，再用LPS（10 μg/mL）刺激。

结果

3.1 I3A减轻LPS诱导的子宫损伤

小鼠子宫病理切片显示对照组和I3A组组织正常，LPS组出现显著中性粒细胞浸润、上皮增生、水肿、坏死和脱落，表明小鼠子宫内膜炎模型构建成功。I3A治疗后，子宫组织基本恢复正常，而LPS+I3A+CH223191组子宫组织显示显著病理损伤。

3.2 I3A降低LPS诱导的MPO活性

I3A组MPO活性与对照组几乎相同。与对照组相比，LPS组子宫组织MPO活性显著增加。与LPS组相比，LPS+I3A组MPO活性显著降低，但I3A对LPS诱导MPO活性的抑制被AhR抑制剂CH223191逆转。

3.3 I3A降低LPS诱导的TNF-α和IL-1β产生

I3A组TNF-α和IL-1β水平与对照组几乎相同。与对照组相比，LPS组子宫组织TNF-α和IL-1β水平显著增加。与LPS组相比，LPS+I3A组TNF-α和IL-1β水平显著降低，但I3A对LPS诱导炎症因子水平的抑制被CH223191逆转。

3.4 I3A抑制LPS诱导的铁死亡

I3A组MDA、铁和GSH水平与对照组几乎相同。与对照组相比，LPS组子宫组织MDA和铁水平显著增加。与LPS组相比，LPS+I3A组MDA和铁水平显著降低，但I3A对LPS诱导MDA和铁产生的抑制被CH223191逆转。

同时，与对照组相比，LPS组子宫组织GSH水平和GPX4表达显著降低。与LPS组相比，LPS+I3A组GSH水平、GPX4和铁蛋白表达显著增加，但I3A对GSH水平和GPX4表达的上调作用被CH223191逆转。

3.5 I3A抑制LPS诱导的NF-κB活化

I3A组NF-κB p-p65和p-IκBα水平与对照组几乎相同。与对照组相比，LPS组子宫组织NF-κB p-p65和p-IκBα水平显著增加。与LPS组相比，LPS+I3A组NF-κB p-p65和p-IκBα水平显著降低，但I3A对LPS诱导NF-κB p-p65和p-IκBα水平的抑制被CH223191逆转。

3.6 I3A对AhR表达的影响

I3A组AhR和SLC7A11表达高于对照组。与对照组相比，LPS组子宫组织AhR和SLC7A11表达显著降低。与LPS组相比，LPS+I3A组AhR和SLC7A11表达显著增加，但I3A对LPS诱导AhR和SLC7A11表达的上调被CH223191逆转。

3.7 I3A通过调节AhR减轻LPS诱导的炎症和铁死亡

体外实验表明，LPS刺激显著增加TNF-α和IL-1β mRNA表达。I3A处理减弱了LPS诱导的TNF-α和IL-1β表达及NF-κB活化，但这种抑制被CH223191阻止。

LPS刺激显著增加MDA和Fe²⁺产生，降低GSH水平、GPX4和铁蛋白表达。I3A处理逆转了这些变化，但CH223191阻断了I3A的保护作用。同时，LPS刺激降低AhR和SLC7A11表达，I3A处理显著上调AhR和SLC7A11表达，但这种上调被CH223191逆转。

讨论

子宫内膜炎是女性盆腔炎性疾病的一种，是导致育龄妇女不良妊娠结局的常见因素。不孕的病理原因可能是感染后子宫内膜持续性炎症反应，导致大量浆细胞和淋巴细胞在子宫内膜积聚，改变子宫内膜免疫环境，产生杀精和胚胎毒性作用。同时，子宫内膜容受性也受到不利影响，导致胚胎植入和受孕困难。

革兰氏阴性菌大肠杆菌已被确定为引起子宫内膜炎的主要病原微生物。LPS是革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分，是免疫系统最有效的刺激剂之一。进入机体后，它能激活NF-κB通路并释放TNF-α和IL-1β等炎症细胞因子，导致机体炎症和损伤。本研究显示，LPS刺激显著增加NF-κB p65和IκB磷酸化水平，而I3A处理显著抑制这些磷酸化水平，同时显著抑制LPS诱导的炎症反应。

铁死亡是一种不同于凋亡和细胞坏死的新型程序性细胞死亡，其机制涉及铁代谢异常引起的铁 overload、脂质过氧化和活性氧生成。最近研究表明，铁死亡与子宫内膜炎的发展有关，抑制铁死亡可保护小鼠抵抗子宫内膜炎。本研究证明I3A显著减轻LPS诱导的铁死亡。

芳香烃受体（AhR）是一种配体激活的转录因子，调节机体对环境刺激的反应。近年来，AhR已被越来越多地认为是重要的疾病调节因子，特别是在调节免疫和炎症反应方面。AhR也是一种高度多样化的核受体，可与多种不同配体结合。这些配体包括外源合成芳香烃、外源天然化学物质和内源配体。特别值得注意的是，色氨酸（TRP）通路为AhR提供了许多配体，在免疫和炎症反应中起重要作用。

SLC7A11是Xc-反向转运蛋白的重要组成部分。Xc-系统是一种非钠依赖性反向转运蛋白，以1:1的比例输出细胞内谷氨酸并输入细胞外胱氨酸。SLC7A11是一种多通道跨膜蛋白，介导Xc-系统中胱氨酸和谷氨酸反向转运活性。最近许多研究报道，各种SLC7A11调节因子通过调节SLC7A11的表达或活性来调节细胞对铁死亡的敏感性。SLC7A11可通过输入胱氨酸抑制铁死亡并促进GSH生物合成，从而促进GPX4介导的脂质过氧化过程。AhR主要通过直接调节SLCLC7A11转录来调节铁死亡。在许多生理或适应性环境中，激活的AhR促进SLC7A11表达以增强氧化还原防御并抑制铁死亡。AhR-SLC7A11-铁死亡轴与人类疾病和治疗发展具有重要相关性。

综上所述，I3A可通过激活AhR并抑制NF-κB信号通路，导致炎症细胞因子抑制并减轻子宫内膜炎，从而达到治疗效果。在进一步研究中，将进行小鼠或大鼠长期口服毒性研究，评估I3A对生殖功能的影响，这对育龄妇女或繁殖牲畜的使用至关重要。