综述:铁死亡在肝纤维化中的作用及其潜在干预策略

《Cell Biology and Toxicology》:Ferroptosis in liver fibrosis and its potential intervention strategy

【字体: 时间:2025年11月27日 来源:Cell Biology and Toxicology 5.9

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  本综述系统阐述了铁死亡(Ferroptosis)在肝纤维化中的双重角色,既可通过诱导肝星状细胞(HSC)死亡抑制纤维化,又能通过损伤肝细胞和巨噬细胞促进纤维化进程。文章深入探讨了不同病因(如病毒性肝炎、MASLD、ALD)下铁死亡的相关机制,并总结了靶向铁死亡的关键靶点(如GPX4、SLC7A11、NCOA4)及干预策略(如诱导剂/抑制剂),为肝纤维化的精准治疗提供了新视角。

  
铁死亡在肝纤维化中的双重角色
肝纤维化是慢性肝损伤向肝硬化甚至肝细胞癌(HCC)发展的关键环节,其特征是肝星状细胞(HSC)活化及细胞外基质(ECM)过度沉积。目前尚无针对肝纤维化的特效药物。铁死亡作为一种铁依赖性的程序性细胞死亡方式,以脂质过氧化和抗氧化系统失调为核心特征,在肝纤维化中扮演着复杂双重角色:一方面,诱导HSC铁死亡可清除活化的HSC,抑制纤维化;另一方面,铁死亡可损伤肝细胞和巨噬细胞,反而激活HSC并加速纤维化进程。
细胞特异性铁死亡在肝纤维化中的作用
肝细胞:肝细胞铁死亡是肝纤维化的重要驱动力。铁死亡肝细胞释放损伤相关分子模式(DAMPs)和趋化因子(如CCL2、CCL7),招募巨噬细胞并激活HSC,促进炎症和纤维化。例如,二氧化硅纳米颗粒(SiNPs)长期暴露可通过NCOA4介导的铁蛋白自噬(ferritinophagy)引发肝细胞铁死亡,进而导致肝纤维化。
巨噬细胞与库普弗细胞(KC):铁死亡肝细胞释放的HMGB1通过AGER1受体激活巨噬细胞,促进M1极化并分泌IL-6、TNF-α等促炎因子,进一步激活HSC。铁过载的KC通过MiT/TFE转录因子促进代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)相关纤维化。相反,KC也可通过清除肝细胞来源的含铁外泌体(EVs),维持肝内铁稳态,防止HSC过度活化。
肝星状细胞(HSC):诱导HSC铁死亡是抗纤维化的重要策略。例如,Simvastatin通过抑制甲羟戊酸通路下调GPX4,诱导HSC铁死亡;Sorafenib通过HIF-1α/SLC7A11通路促进HSC铁死亡。然而,铁过载也可能通过AP-1通路激活HSC,提示铁死亡在HSC中的作用需精准调控。
不同病因肝纤维化中的铁死亡机制
病毒性肝炎:HBV来源的miR-222通过抑制转铁蛋白受体(TFRC)表达,抑制HSC铁死亡并促进其活化;HCV核心蛋白降低肝窦内皮细胞(LSEC)一氧化氮(NO)合成,加重纤维化。
MASLD与ALD:MASLD患者肝内脂质过氧化标志物(如4-HNE、8-OHdG)升高,胆固醇积累通过维持GPX4水平保护HSC免受铁死亡。酒精性肝病(ALD)中,miR-214通过上调ACSL4等基因增强肝细胞铁死亡敏感性;铁过载激活KC和HSC,促进炎症和纤维化。
药物与毒素性肝损伤:四氯化碳(CCl4)诱导的肝纤维化中,FUNDC1通过线粒体自噬降解GPX4,加剧铁死亡;SiNPs通过NCOA4介导的铁蛋白自噬引发肝细胞铁死亡。
靶向铁死亡的干预策略
铁死亡诱导剂:包括抑制System Xc-(如Sorafenib、Doxofylline)、直接抑制GPX4(如Simvastatin)或诱导脂质过氧化(如Artemether)的化合物。天然产物如小檗碱(Berberine)通过促进ROS积累诱导HSC铁死亡。
铁死亡抑制剂:通过激活Nrf2通路(如Liraglutide)、上调System Xc-(如Artemisia argyi精油)或阻断ACSL4/ALOX15(如Liproxstatin-1)抑制铁死亡,保护肝细胞。
靶向HSC的铁死亡诱导策略:利用纳米颗粒(如负载Germacrone的HSC靶向纳米粒)或间充质干细胞外泌体(MSC-ex)选择性诱导HSC铁死亡,避免损伤肝细胞。研究表明,HSC对xCT抑制更敏感,而肝细胞具有耐药性。
非编码RNA与表观遗传调控:miR-214通过转录激活ACSL4等基因增强肝细胞铁死亡;LncRNA-MEG3促进肝癌细胞铁死亡;TRIM26通过泛素化SLC7A11诱导HSC铁死亡。
展望与挑战
未来研究需解决铁死亡调控的细胞特异性、时机和强度问题。开发靶向HSC的铁死亡诱导剂(如纳米载体)或联合现有药物(如Lenvatinib)可能突破治疗瓶颈。同时,需探索非侵入性生物标志物(如循环ncRNA)用于疗效监测。尽管铁死亡调控剂多数处于临床前阶段,其精准应用为肝纤维化治疗提供了新方向。
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