干扰细胞死亡：通过去铁胺和奥曲肽调节GPX4和cGAS通路，抑制肝缺血-再灌注损伤中的铁死亡（ferroptosis）和焦亡（pyroptosis）

《Frontiers in Pharmacology》：Disrupting cell death: ferroptosis and pyroptosis inhibition in hepatic ischemia-reperfusion injury via modulation of GPX4 and cGAS pathways by deferoxamine and octreotide

肝缺血再灌注损伤（HIRI）防护机制研究：奥曲肽与脱氧铁胺单用及联合治疗对GPX4、COX2及TLR4/NF-κB通路的影响分析

　　
肝缺血再灌注损伤（HIRI）是肝移植术后重要的并发症，可导致肝功能障碍甚至衰竭。随着终末期肝病患者的增多，研究如何有效预防HIRI具有重要意义。本研究聚焦于两种药物——奥曲肽（OCT，一种长效生长抑素类似物）和去铁胺（DEF，铁螯合剂）——在HIRI模型中的单独及联合作用机制。通过病理学、生化指标及分子通路分析，揭示了DEF在抑制氧化应激和炎症反应方面具有更显著优势，而联合用药可进一步放大部分保护效应，但对吡罗妥osis无叠加抑制效果。

### 实验设计与核心发现
研究采用雄性SD大鼠建立30分钟缺血、3小时再灌注的HIRI模型，分组包括假手术组、模型组及OCT（75μg/kg）、DEF（200mg/kg）单药组、联合用药组。主要发现如下：

1. **病理学保护**
- DEF单药组及联合用药组均显著改善肝组织结构，表现为门管区、中央静脉及肝血窦的病理特征恢复正常，炎症浸润和肝细胞坏死减少。
- OCT单药组虽缓解部分损伤，但肝血窦区域仍存在明显充血和细胞核固缩现象。
- HIRI模型组显示典型病理特征：门管区水肿、肝细胞坏死及核固缩，血窦淤血。

2. **肝功能与氧化应激指标**
- 所有治疗组的ALT（谷丙转氨酶）均显著低于模型组，其中联合用药组ALT下降幅度达92.4%，优于单药组（OCT组83.5%，DEF组70.4%）。
- 氧化应激标志物（SOD、CAT、MDA）在实验组间无显著差异，提示抗氧化酶活性未直接参与保护机制，而脂质过氧化产物（MDA）水平未因治疗改变，可能与模型中氧化应激机制不依赖经典抗氧化通路有关。

3. **铁依赖性细胞死亡（ferroptosis）调控**
- 模型组TIBC（总铁结合力）显著降低38.6倍（p<0.03），提示血清铁饱和度升高，铁稳态失衡。
- DEF组及联合用药组TIBC回升至接近假手术组水平，且DEF组GPX4（谷胱甘肽过氧化物酶4）活性提升1.8倍（p=0.0029），证实DEF通过螯合铁增强GPX4活性，抑制脂质过氧化。
- 联合用药组GPX4活性达2.1倍（p<0.0002），显示OCT与DEF协同增强抗氧化能力，但未改变肝铁含量（ICP-OES检测），提示铁代谢调控可能通过labile iron（游离铁）而非总铁量实现。

4. **炎症信号通路抑制**
- TLR4/NF-κB通路被激活：模型组TLR4表达上调5.3倍（p<0.001），NF-κB磷酸化水平升高4.3倍（p<0.001）。
- 单药及联合用药均显著抑制TLR4/NF-κB信号：DEF组TLR4降低58.6%（p<0.0001），NF-κB-p65降低43.5%（p=0.006）；联合用药组TLR4抑制更显著（66.7% vs. OCT单药42.6%），但未增强抗炎效果。
- 该通路抑制与COX-2（环氧合酶2）表达下降相关，DEF组COX-2免疫染色阳性细胞减少，提示其通过抑制脂质过氧化下游信号实现抗炎。

5. **吡罗妥osis与cGAS/STING通路调控**
- 模型组NLRP3炎症小体核心成分（NLRP3、ASC、NEK7、Caspase-1）表达均显著升高，尤其是Caspase-1达23.7倍（p<0.0001）。
- OCT单药组通过抑制cGAS基因表达（降低62.8%）间接减少NLRP3炎症小体激活，但对Caspase-1、IL-1β等下游效应无显著影响。
- DEF组通过双重机制抑制吡罗妥osis：既抑制NLRP3炎症小体（降低81.7%），又通过cGAS表达抑制（降幅达98%）阻断DNA损伤感知通路。
- 联合用药组未增强抗吡罗妥osis效果，可能与两种药物作用机制存在竞争性抑制有关。

### 机制解析与临床启示
1. **DEF的抗氧化与抗炎协同作用**
DEF通过螯合游离铁，减少脂质过氧化并激活GPX4，这是其抑制ferroptosis的核心机制。同时，DEF通过抑制TLR4/NF-κB通路减少促炎因子释放，而OCT主要通过抑制NLRP3炎症小体发挥作用。DEF的双重机制（铁螯合+炎症通路抑制）使其在单药治疗中效果优于OCT。

2. **联合用药的协同与局限性**
- **GPX4/COX-2轴增强**：联合用药使GPX4活性提升更显著（2.1倍 vs. DEF单药1.8倍），且COX-2抑制效果优于单药，提示两种药物在抗氧化通路上的协同。
- **抗吡罗妥osis无叠加效应**：联合用药未改变NLRP3、Caspase-1等吡罗妥osis标志物，可能因DEF已完全抑制该通路，OCT的额外抑制无显著空间。
- **cGAS/STING通路特异性调控**：DEF显著降低cGAS表达（降幅98%），而STING1表达未受影响，表明DEF可能通过干扰cGAS-DNA结合能力抑制通路激活，而非直接抑制STING1。

3. **临床转化潜力**
- DEF已获批用于铁过载相关疾病（如溶血性贫血），其肝保护作用可能为适应症扩展提供依据。
- OCT作为长效生长抑素类似物，在胰腺炎等急腹症中已有应用，但其抗ferroptosis机制（激活Nrf2通路）与DEF的抗氧化机制形成互补。
- 联合用药的肝酶保护效果显著（ALT下降92.4%），但需进一步验证其在延长缺血时间（如60分钟）或复杂病理环境（如多器官衰竭）中的疗效。

### 研究局限与未来方向
1. **样本量限制**：每组仅4-5只大鼠，可能影响统计效力，尤其是联合用药组与单药组的比较。
2. **时间窗口单一**：仅检测再灌注3小时时的分子标志物，需延长观察窗口以评估动态变化。
3. **机制验证不足**：未检测labile iron（游离铁）水平、线粒体ROS含量或细胞凋亡标志物（如Caspase-3），可能影响对ferroptosis的全面评估。
4. **临床前模型局限性**：需在异种移植模型（如灵长类）或临床样本（肝移植术后患者）中验证效果。

### 总结
本研究证实DEF在改善HIRI中作用优于OCT，其机制涉及铁稳态调控（激活GPX4）和炎症通路抑制（TLR4/NF-κB）。联合用药虽未增强抗吡罗妥osis效果，但通过协同激活GPX4/COX-2轴和抑制cGAS通路，可更显著降低肝酶水平。未来需结合多组学分析（代谢组+转录组）和临床前大动物模型，进一步明确DEF与OCT的协同机制，为开发基于铁代谢调控的新型抗HIRI疗法提供依据。