《Phytomedicine》：Baicalein facilitates hepatic stellate cell ferroptosis via the DNMT1/SCARA5/GPX4 axis
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Baicalein通过DNMT1/SCARA5/GPX4轴诱导肝星状细胞铁死亡抑制肝纤维化，同时抑制α-SMA和胶原沉积。
李梦媛|胡宇航|于静璐|沈梦婷|张伟志|郑建建|周振旭
中国温州医科大学第一附属医院，浙江省智能癌症生物标志物发现与转化重点实验室
摘要
背景
活化的肝星状细胞（HSCs）是肝脏纤维化过程中的主要胶原生成细胞，可以通过铁死亡（ferroptosis）进行调控。黄芩素（baicalein）是一种从黄芩（Scutellaria baicalensis）根中提取的传统药用化合物，具有抗炎、抗纤维化和保护肝脏的作用。最近的研究表明，SCARA5和DNMT1都参与了多种癌症中铁死亡过程的调节。
目的
黄芩素是否能够通过铁死亡抑制HSC的活化尚不清楚。
方法
采用Masson染色、Western blotting和聚合酶链反应（PCR）来评估黄芩素对HSC活化的影响。同时检测铁死亡的相关指标。此外，还通过共免疫沉淀（Co-IP）和分子对接技术研究了SCARA5与GPX4之间的关联。
结果
黄芩素抑制了HSC的活化并减轻了肝脏纤维化。它降低了GPX4的表达，从而诱导了HSC的铁死亡，这体现在亚铁离子（Fe2+）、丙二醛（MDA）和活性氧（ROS）水平的升高以及谷胱甘肽（GSH）水平的降低。此外，黄芩素显著促进了SCARA5的表达。共免疫沉淀和分子对接结果共同证实了SCARA5对GPX4表达的抑制作用。SCARA5的启动子区域含有CpG岛，其甲基化过程由DNMT1催化，而黄芩素能够作用于这一过程。敲低SCARA5可以抑制黄芩素诱导的铁死亡和HSC的活化；而在小鼠中特异性敲入SCARA5则能够减轻肝脏纤维化。
结论
黄芩素通过调控DNMT1/SCARA5/GPX4轴促进HSC的铁死亡和失活，从而减轻肝脏纤维化。
引言
活化的肝星状细胞（HSCs）在肝脏损伤期间是主要的胶原生成细胞，会加速肝脏纤维化的进程（Adjei-Mosi等人，2023年）。控制HSC的活化已被证明可以抑制纤维化。研究发现，HSC中CCL11基因的缺失有助于减轻肝脏纤维化的严重程度（Kong等人，2023年）。多项研究表明纤维化与HSC的铁死亡之间存在关联。例如，MafG抑制HSC的铁死亡会加速肝脏纤维化（Deng等人，2024年）。GPX4作为铁死亡的负调控因子，参与了苦参素（esculin）诱导的肝脏纤维化抑制作用（Xu等人，2024年）。因此，诱导活化HSC的铁死亡是缓解肝脏纤维化的一种有前景的策略。
黄芩素是一种存在于黄芩属植物中的生物活性黄酮苷类化合物（图1A），具有抗炎、抗纤维化和保护肝脏的作用（Dai等人，2021年；Ke等人，2022年）。最新研究表明，黄芩素可以减轻肝脏损伤、抑制胶原沉积和HSC的活化，并参与铁死亡过程的调节。例如，黄芩素能够抑制HSC的活化、侵袭和迁移（Wu等人，2018年）。此外，它还可以通过阻断JAK2/STAT3/GPX4轴在结直肠癌细胞中诱导铁死亡（Lai等人，2024年）。然而，黄芩素是否通过促进HSC的铁死亡来抑制其活化仍不明确。
试剂
黄芩素、姜黄素（Curcumin，Cur）、铁死亡抑制剂-1（Fer-1）和5-氮杂胞苷（5-Aza）购自Sigma Aldrich。针对α-SMA、I型胶原、β-actin、PPARγ、GPX4、SLC7A11、ACSL4、DNMT1、DNMT3A和DNMT3B的抗体购自Abcam。抗SCARA5抗体购自Proteintech。Erasstin、坏死抑制剂-1（Nec-1）和Z-VAD购自Slleck。本研究使用的所有试剂列于表S1中。
动物实验
C57BL/6J小鼠在标准条件下饲养，并被分为
黄芩素缓解CCl4诱导的肝脏损伤和纤维化
在体内实验中评估了黄芩素对肝脏损伤和纤维化的抑制作用。CCl4处理的小鼠肝脏功能受损，而经过黄芩素或姜黄素（阳性对照）处理后肝脏功能得到恢复（图1B-1D）。此外，黄芩素和姜黄素均能抑制胶原沉积（图1E-1G）。在原代HSC中，黄芩素抑制了α-SMA的表达并降低了胶原水平（图1H-1J）。总体而言，黄芩素在体内表现出强烈的抗纤维化效果。
讨论
黄芩素可以减轻纤维化并改善肝脏功能（Wang等人，2023年）。例如，黄芩素通过降低ALT、AST和α-SMA的水平以及抑制胶原沉积来减轻肝脏纤维化的严重程度（Cao等人，2018年）。最近的研究表明，黄芩素可以通过调控铁死亡来影响疾病进展。例如，黄芩素可以通过ALOX12依赖的铁死亡机制缓解顺铂（cisplatin）诱导的急性肾损伤（Guo等人，2024年）。在本研究中，我们发现
结论
综上所述，黄芩素通过调控DNMT1/SCARA5/GPX4轴促进HSC的铁死亡，从而抑制HSC的活化，进而减轻肝脏纤维化。因此，黄芩素可能成为治疗肝脏纤维化的一个有前景的候选药物。
作者贡献声明
李梦媛：撰写、审稿和编辑，数据分析。胡宇航：项目管理，初稿撰写。于静璐：数据管理，方法学设计。沈梦婷：结果验证和数据可视化。张伟志：实验设计。郑建建：实验监督和资金申请。周振旭：研究构思。所有作者都对本文的完成做出了贡献，并批准了最终版本。所有数据均为实验室自行生成，未使用任何第三方数据生成服务。所有作者对本文的所有内容负责。
资助
该项目得到了浙江省医疗卫生规划项目的支持（项目编号：2025KY102）。
作者贡献声明
李梦媛：撰写、审稿和编辑，数据分析。胡宇航：初稿撰写，项目管理。于静璐：方法学设计，数据管理。沈梦婷：数据可视化，结果验证。张伟志：实验设计。郑建建：实验监督和资金申请。周振旭：研究构思。
利益冲突声明
我代表我的合作者提交这篇题为“黄芩素通过DNMT1/SCARA5/GPX4轴促进肝星状细胞铁死亡”的论文，希望其在《Phytomedicine》期刊上发表。
我们声明与任何可能影响我们工作的个人或组织没有财务或个人关系，且对任何产品、服务或公司没有可能影响我们研究立场的专业或其他个人利益。
致谢
图8由Figdraw绘制。
