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脑出血（ICH）致死率高且有长期神经风险，为探究其机制，研究人员开展了关于 Hemin 诱导细胞反应的研究。结果发现 Hemin 诱导 DNA 损伤反应（DDR）引发短暂衰老和 HO-1 延迟表达，抑制早期衰老会增加细胞死亡。该研究为 ICH 治疗提供新思路。
脑出血（Intracerebral Hemorrhage，ICH）是一种严重威胁生命的疾病，每年全球有超过 1500 万人受其影响 。尽管近年来治疗手段有所进步，但它的死亡率依旧居高不下，约 40% 的患者会在发病 30 天内死亡，而且幸存者中约 80% 会留下严重残疾。不仅如此，脑出血还会显著增加患神经退行性疾病的风险，给患者及其家庭带来沉重负担。目前针对脑出血的治疗面临诸多挑战，虽然现有治疗指南推荐综合治疗方法，但效果往往不尽人意。例如，基于抗氧化剂或铁螯合剂的治疗方法在后期临床试验中并未取得明显成效，这是因为 Hemin 和游离铁诱导细胞毒性的潜在机制尚未完全明确。因此，探索新的治疗策略迫在眉睫。
为了深入了解脑出血的发病机制，寻找更有效的治疗方法，来自美国休斯顿卫理公会研究所（Houston Methodist Research Institute）等多个机构的研究人员开展了一项重要研究。他们的研究成果发表在《Communications Biology》杂志上，为脑出血的治疗带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，利用人诱导多能干细胞（iPSC）衍生的神经元细胞、SH-SY5Y 细胞和内皮细胞进行实验；在动物实验方面，构建了实验性 ICH 模型；同时，还收集了人类 ICH 患者的脑组织样本进行研究。通过这些样本，运用免疫荧光染色、Western blot 分析、单细胞凝胶电泳（Comet）试验等技术，对细胞内的各种分子变化进行检测和分析。
研究结果主要包括以下几个方面：
- Hemin 处理诱导细胞的顺序性反应：研究人员通过时间进程分析发现，Hemin 处理细胞后，DNA 损伤和 DDR 信号在 1 小时内迅速出现，紧接着 SA-β-Gal 表达增强，3 - 6 小时后 HO-1 表达开始诱导。这表明细胞对 Hemin 的反应是一个有序的过程。在 SH-SY5Y 细胞实验中，用 10μM Hemin 处理后，0.5 小时就观察到 DNA 链断裂迅速增加，12 小时时 DDR 信号达到峰值 。同时，SA-β-Gal 阳性细胞在 0.5 小时开始出现，12 小时时阳性率相比对照组显著提高。HO-1 的表达则在 3 - 6 小时开始上升，12 小时时达到较高水平。
- 抑制 DDR 对细胞反应的影响：研究发现，抑制 DDR 通路会阻止 Hemin 介导的衰老和 HO-1 诱导。使用 ATM 和 p53 的反式激活抑制剂处理细胞后，衰老阳性细胞数量明显减少，p21 和 HO-1 的表达也显著降低。这说明 DDR 信号在 Hemin 诱导的细胞反应中起着关键作用。进一步研究发现，抑制 DDR 通路会增加细胞毒性，降低细胞活力，表明衰老状态对于防止 Hemin 和铁诱导的应激条件下的急性细胞死亡可能非常重要。
- NF-κB 对 HO-1 表达的调控作用：研究人员利用药理学抑制剂研究了 HO-1 转录调节因子的作用。结果显示，抑制 NF-κB 会显著下调 HO-1 表达，同时减少衰老阳性细胞数量，降低 p21 表达并增加 cleaved caspase-3 表达。而阻断 Nrf2 则对 HO-1 表达没有明显影响。这表明 NF-κB 在 Hemin 诱导的 HO-1 表达和维持衰老状态中发挥着重要作用。
- HO-1 在衰老细胞中的表达及作用：研究观察到 HO-1 主要在 Hemin 诱导的衰老细胞中表达。在人类 ICH 患者脑组织样本中，也发现神经元存在衰老表型，且 HO-1 与衰老标记物共定位。通过实验进一步证明，抑制衰老会导致 HO-1 表达减少，增加细胞凋亡；而过度表达 HO-1 则会影响细胞对铁死亡的敏感性。这表明 HO-1 在衰老细胞中可能发挥着对抗 Hemin 和铁毒性的重要作用。
- Hemin 暴露时间对衰老的影响：研究发现，单次适度 Hemin 暴露会诱导短暂可逆的衰老状态，而重复 Hemin 暴露则会导致长期的衰老。在 iPSC 衍生的神经元和非循环 SH-SY5Y 细胞实验中，单次 10μM Hemin 处理后，衰老阳性细胞在 12 - 36 小时增加，随后减少；而重复处理则导致衰老阳性细胞持续增加 。这表明 Hemin 暴露时间的长短会影响细胞的衰老进程。
- 纳米颗粒对 Hemin 和铁毒性的作用：研究人员研究了双功能纳米颗粒对 Hemin 和铁毒性的影响。结果显示，PEG-OAC 纳米颗粒虽能减少衰老细胞，但会增加细胞对凋亡和铁死亡的敏感性；而 DEF-OAC-PEG 纳米颗粒既能减少衰老，又能提高细胞活力，降低铁死亡风险。这表明结合衰老预防和铁螯合的双功能纳米颗粒可能是治疗脑出血相关毒性的有效策略。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了脑出血体外模型中细胞反应的重要机制。短暂衰老通过 DDR 诱导，在短期内可减少细胞死亡，但长期暴露会导致持续衰老，可能对大脑功能产生不利影响。DDR、衰老和 HO-1 诱导之间的顺序关系对细胞在 Hemin 毒性下的生存至关重要。同时，研究还在多种细胞类型和人类 ICH 患者组织样本中验证了相关细胞反应，增强了研究结果的可靠性和临床相关性。该研究为脑出血的治疗提供了新的潜在治疗策略，即可以通过调节 DDR 和衰老相关通路，结合铁螯合治疗，来减轻 Hemin 和铁毒性对大脑的损伤，改善患者的临床结局。但研究也存在一定局限性，如依赖常见衰老标记物，需要进一步进行代谢组学和转录组学分析等。未来的研究可以在此基础上进一步深入探索，为脑出血的治疗带来更多突破。
