芝麻通过增强自噬作用和抑制铁死亡（ferroptosis），减轻药物引起的肝毒性

《Redox Report》：Sesamin alleviates drug-induced hepatotoxicity via autophagy enhancement and ferroptosis inhibition

塞辛通过激活自噬和抑制铁依赖性脂质过氧化（ferroptosis）缓解对乙酰氨基酚诱导的肝损伤，其机制涉及Foxo1信号通路。

　　### 阿司匹林过量导致肝损伤及Sesamin的保护作用

阿司匹林（APAP）作为一种广泛使用的退热和镇痛药物，其在治疗剂量下通常是安全的。然而，当摄入过量时，APAP会导致严重的急性肝损伤，甚至引发急性肝衰竭。这一现象已成为全球范围内药物诱导性肝损伤的主要原因。APAP的代谢过程主要依赖肝脏中的酶系统，其中约10%的APAP通过细胞色素P450代谢产生一种高度反应性的中间代谢物——N-乙酰对苯醌亚胺（NAPQI）。这种物质在肝脏中迅速与谷胱甘肽（GSH）反应，形成无害的代谢产物。然而，当GSH水平被耗尽时，NAPQI会引发过量的活性氧（ROS）生成，从而对肝细胞造成损害。目前，临床中常用的治疗手段是使用N-乙酰半胱氨酸（NAC），但其疗效受到时间窗口的限制，并且可能伴随一定的副作用。因此，寻找更有效、更安全的治疗药物仍是当前研究的重点。

研究显示，APAP引发的肝损伤不仅与ROS的积累有关，还涉及多种调控性细胞死亡（RCD）形式，如坏死性凋亡（necroptosis）、自噬（autophagy）、铁死亡（ferroptosis）和凋亡（apoptosis）。铁死亡是一种新型的程序性细胞死亡形式，其特征是细胞内游离铁的积累和脂质过氧化的增加。而自噬则是一种细胞通过清除受损细胞器来维持自身稳态的保护性机制。研究发现，APAP过量会激活自噬，进而有助于清除受损的线粒体，保护肝细胞免受损伤。然而，当自噬被抑制时，肝损伤的程度会加重。因此，激活自噬可能成为一种有效的预防和治疗APAP诱导性肝损伤的策略。

Sesamin（Ses）是一种从芝麻中提取的天然多酚类化合物，具有显著的抗炎、抗氧化和抗高血压作用。已有研究表明，Ses在非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、肝纤维化和肝癌等多种肝病中表现出保护作用。在某些研究中，Ses通过调节PI3K-Akt信号通路和抗氧化能力来减轻由镍诱导的细胞凋亡。此外，Ses还通过调控PKCδ/NOD样受体家族CARD结构域蛋白4/caspase-1轴来减轻肝细胞的焦亡（pyroptosis）。尽管Ses已被证实对多种肝病具有保护作用，但其在APAP诱导性急性肝损伤中的具体作用和机制仍需进一步探索。

### 实验方法与材料

在本研究中，我们采用了多种实验手段来探究Ses对APAP诱导性肝损伤的保护作用。首先，我们使用了C57BL/6J小鼠模型，将其分为五组，分别接受不同剂量的Ses处理，随后给予APAP注射以模拟过量摄入。为了进一步研究Ses的作用机制，我们还构建了肝细胞特异性敲除Foxo1的小鼠模型，并与野生型小鼠进行比较。在细胞层面，我们利用AML12和HepG2细胞系，通过不同的药物处理条件，观察Ses对细胞存活率、氧化应激指标以及自噬和铁死亡相关蛋白表达的影响。

在实验过程中，我们采用了CCK-8试剂盒来评估细胞存活率，并通过Western blot和免疫组化方法检测相关蛋白的表达。此外，我们还利用流式细胞术分析ROS水平和线粒体膜电位（MMP），以评估铁死亡的发生情况。通过这些方法，我们能够系统地分析Ses对APAP诱导性肝损伤的影响，并探讨其可能的分子机制。

### 实验结果与分析

实验结果表明，Ses在体内和体外均显著减轻了APAP引起的肝细胞损伤。在小鼠模型中，Ses处理组的肝功能指标（如ALT和AST）与APAP组相比明显改善，同时Ses能够有效降低肝组织中的铁含量和脂质过氧化产物（如MDA），并提高GSH的水平。此外，Ses显著减少了ROS的积累，恢复了线粒体膜电位，从而抑制了铁死亡的发生。在细胞实验中，Ses不仅提高了细胞存活率，还通过调控自噬相关蛋白（如LC3和p62）的表达，增强了自噬活性，从而减轻了APAP引起的细胞毒性。

值得注意的是，当我们在肝细胞特异性敲除Foxo1的小鼠模型中测试Ses的保护作用时，发现Ses对自噬和铁死亡的调控作用被显著削弱。这表明Foxo1在Ses的保护机制中起着关键作用。Foxo1的表达在APAP处理后明显上调，而Ses处理则有效降低了其表达水平。通过分子对接分析，我们发现Ses与Foxo1之间存在较强的结合能力，进一步支持了Foxo1作为Ses作用靶点的假设。

此外，我们还通过蛋白质组学分析，发现了APAP处理与Ses处理组之间存在显著差异的蛋白质表达，这些蛋白质主要富集于自噬、铁死亡和FoxO信号通路。这些结果表明，Ses的保护作用可能涉及多个信号通路的调控，而Foxo1可能在其中起到核心调控作用。

### 讨论与结论

本研究首次揭示了Ses在减轻APAP诱导性肝损伤中的作用机制。通过体内和体外实验，我们发现Ses能够通过抑制铁死亡和激活自噬来保护肝细胞。具体而言，Ses显著降低了细胞内的ROS水平，增加了线粒体膜电位，并调节了铁死亡相关蛋白（如GPX4和SLC7A11）的表达。同时，Ses还通过调控自噬相关蛋白（如LC3和p62）的表达，增强了自噬活性，从而促进了细胞的自我修复。

进一步的分子机制研究表明，Foxo1是Ses作用的重要靶点。Foxo1在APAP处理后显著上调，而Ses的处理则有效抑制了其表达。这一发现表明，Foxo1可能在APAP诱导性肝损伤中起着促进作用，而Ses通过抑制Foxo1的表达，从而间接调控自噬和铁死亡的平衡。这种调控机制可能为开发新的治疗策略提供理论依据。

尽管Ses在体外和体内均表现出良好的保护效果，但其在实际应用中仍面临一些挑战。例如，Ses的水溶性较差，且在肝脏中经过广泛的首过代谢，这可能影响其生物利用度。因此，未来的研究可以关注如何通过纳米载体或脂质体等技术手段提高Ses的溶解性和稳定性，以扩大其在临床中的应用前景。

综上所述，本研究揭示了Ses在减轻APAP诱导性肝损伤中的重要作用，并提出了Foxo1作为其潜在作用靶点的假设。这一发现不仅为APAP中毒的治疗提供了新的思路，也为开发更有效的药物提供了理论支持。随着对Ses作用机制的进一步研究，其在药物诱导性肝损伤防治中的应用前景将更加广阔。