铁和胆汁酸通过诱导铁死亡（ferroptosis）协同作用，加剧先天性胆汁淤积性肝损伤

《The American Journal of Pathology》：Iron and bile acids synergize to exacerbate congenital cholestatic liver injury via ferroptosis

先天性胆汁淤积性肝病患者中YAP基因缺失引发肝铁沉积，铁过载通过ferroptosis（铁依赖脂质过氧化）加剧纤维化，铁代谢调控及抗氧化治疗有效改善损伤。

　　

太田雄大（Yudai Ohta）、金森洋平（Yohei Kanamori）、前田歩人（Ayato Maeda）、穆罕默德·法蒂·萨利赫（Mohamed Fathi Saleh）、二田昭宏（Akihiro Nita）、松本隆（Takashi Matsumoto）、中山圭一（Keiichi I. Nakayama）、森石敏郎（Toshiro Moroishi）

熊本大学生命科学学院分子与医学药理学系，日本熊本市本庄1-1-1，邮编860-8556

摘要

儿童胆汁淤积性肝病虽然罕见，但属于严重疾病，常发展为肝纤维化和肝硬化，通常需要移植治疗。尽管这类疾病在临床上非常重要，但其发病机制仍不明确。研究发现，肝脏中铁的积累是与先天性胆汁淤积性肝病相关的病理特征，这源于Yap基因的缺失——该基因对胆管发育至关重要。进一步的研究表明，通过特异性删除Fbxl5基因（细胞铁稳态的关键调节因子）会导致肝脏中铁负荷过重，从而加重Yap基因缺失小鼠的胆汁淤积性肝损伤和纤维化。Fbxl5基因缺失还会增强肝脏对胆汁酸的敏感性，导致铁依赖性的脂质过氧化反应，进而引发细胞死亡（即铁死亡）。这一过程通过体外肝切片培养实验中的铁螯合和脂质过氧化物清除得到了证实。此外，饮食限制和抗氧化治疗在体内也能减轻肝脏损伤。这些发现表明，铁的积累是疾病进展的关键驱动因素，提示铁代谢和铁死亡可能是治疗先天性胆汁淤积性肝病的潜在靶点。

章节摘录

引言

新生儿期的胆汁淤积性肝病通常以胆汁淤积为首发症状，伴随炎症和肝纤维化，严重病例最终会发展为肝硬化。与胆管畸形相关的先天性疾病（如胆道闭锁和Alagille综合征）是儿童胆汁淤积的最常见原因¹。目前约一半的儿童肝移植手术与胆汁淤积性肝病相关²。

动物模型

Yap^flox/flox（品系编号#030532）和Alb-Cre（品系编号#003574）来自Jackson实验室。Fbxl5^flox/flox小鼠的生成方法如前所述¹⁸，随后将这些小鼠进行杂交，得到了Alb-Cre/Yap^flox/flox和Alb-Cre/Yap^flox/flox/Fbxl5^flox小鼠。所有小鼠均经过七代以上的回交至C57BL/6背景品系，并在无特定病原体的条件下饲养。动物生活在温度可控的环境中（22°C ± 2°C），每天12小时光照。

伦理声明

本动物实验设计已获得熊本大学动物委员会（A2023-031）和东京科学研究所（A2024-166C）的批准。

YAP基因缺失导致的胆汁淤积性肝病的特征是肝脏中铁的积累

为研究先天性胆汁淤积性肝病的发病机制，我们通过将Yap^flox/flox小鼠与Albumin-Cre（Alb-Cre）转基因小鼠杂交，培育出了肝脏特异性缺失Yap基因的小鼠。免疫印迹实验确认了肝脏组织中YAP蛋白的缺失（见补充图1A）。向对照组（Yap^flox/flox）小鼠的肝外胆管注射印度墨水后，墨水会流入肝内胆管，从而可以观察胆汁的流动情况。

讨论

为探究儿童胆汁淤积性肝病的发展机制，我们使用了肝脏特异性YAP基因敲除小鼠模型，该模型能够模拟胆管发育异常引起的胆汁淤积。研究发现，铁在胆汁淤积性肝病的发病过程中起着关键作用。在YAP基因敲除小鼠中，我们观察到疾病晚期阶段肝脏中铁积累明显增加，而早期阶段则没有这种现象。这一时间序列表明……

结论

铁的积累和铁死亡是疾病进展的关键驱动因素，可作为先天性胆汁淤积性肝病的潜在治疗靶点。

作者贡献

概念构思：太田雄大（Y.O）、金森洋平（Y.K）和森石敏郎（T.Moroishi）；方法设计：太田雄大（Y.O）、金森洋平（Y.K）、前田步人（A.M）、二田昭宏（A.N）、松本隆（T.Matsumoto）、中山圭一（K.I.N）和森石敏郎（T.Moroishi）；实验实施：太田雄大（Y.O）、金森洋平（Y.K）、前田步人（A.M）、穆罕默德·法蒂·萨利赫（M.F.S）和森石敏郎（T.Moroishi）；初稿撰写：太田雄大（Y.O）、金森洋平（Y.K）和森石敏郎（T.Moroishi）；资金获取：金森洋平（Y.K）、松本隆（T.M）；指导监督：森石敏郎（T.Moroishi）。所有作者均阅读并批准了最终稿件。

致谢

作者感谢熊本大学动物资源与发展中心在动物实验中的支持，感谢熊本大学医学院医学研究与教育核心实验室提供的技术支持，同时感谢大岛宏之（Hiroyuki Oshiumi）在讨论中的帮助。