编辑推荐：
为探究肾 IRI 中铁代谢与铁死亡机制，研究人员利用 OGSD-R 及 IR 模型，发现 GD-R 通过 V-ATPase-mTOR 通路致溶酶体铁经 TPC2 释放、铁自噬降解铁蛋白，引发铁过载和铁死亡，靶向铁代谢可缓解损伤，为肾 IRI 治疗提供新方向。
肾脏是人体重要的代谢器官，在肾脏移植、部分肾切除等手术中，肾缺血再灌注损伤（IRI）是常见并发症，也是导致肾功能障碍的主要原因之一，目前针对该病症的有效治疗手段有限。铁死亡作为一种铁依赖的程序性细胞死亡方式，已被证实与多种器官的 IRI 相关，在肾脏 IRI 中，过度的细胞铁积累会驱动脂质过氧化并激活铁死亡相关通路。然而，在缺血再灌注过程中，细胞铁代谢的调控机制及其与铁死亡的关系尚不清楚。为了填补这一研究空白，深入揭示肾 IRI 的发病机制并寻找潜在治疗靶点，相关研究人员开展了此项研究。
上海公共卫生临床中心等机构的研究人员通过体外氧、葡萄糖和血清剥夺 - 恢复（OGSD-R）模型及体内缺血再灌注（IR）模型，结合免疫荧光、免疫印迹和生化检测等技术，对铁代谢、铁死亡及其潜在分子机制进行了探究。研究发现，葡萄糖剥夺 - 恢复（GD-R）是肾 IR 条件下细胞铁过载的关键触发因素，其通过液泡型 ATP 酶（V-ATPase）- 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路的功能障碍，导致 mTOR 失活，进而通过双孔通道 2（TPC2）引发溶酶体铁释放，并通过铁自噬（ferritinophagy）降解铁蛋白，最终升高细胞内铁水平，促进肾 IRI 中的铁死亡。此外，研究还表明，靶向细胞铁代谢可有效减轻肾 IRI。该研究成果发表在《Free Radical Biology and Medicine》，为肾 IRI 的治疗提供了新的思路和潜在靶点。
研究主要采用的关键技术方法包括：构建体外 OGSD-R 模型（模拟缺血再灌注时的能量代谢紊乱）和体内 IR 模型（用于模拟真实肾脏缺血再灌注场景）；运用免疫荧光技术检测细胞内铁分布及相关蛋白定位；利用免疫印迹技术分析 V-ATPase、mTOR、TPC2 等关键蛋白的表达水平；通过生化检测手段测定细胞内不稳定铁池（LIP）含量、脂质过氧化产物水平等。
OGSD-R，尤其是 GD-R，导致肾上皮细胞中 LIP 增加
肾小管上皮细胞是高耗能细胞，是 IR 相关肾脏疾病的主要靶细胞。研究人员选取 HK2、RPTEC 和 MDCK 等肾脏上皮细胞系，在 OGSD-R 条件下用 FerroOrange 染料染色以评估 IR 对细胞内 LIP 的影响。3 小时 OGSD-R 处理后荧光强度无显著变化，但更长时间处理后荧光强度增加，表明 GD-R 可诱导肾上皮细胞 LIP 升高，且葡萄糖剥夺后的恢复阶段对 LIP 增加起关键作用。
机制研究：V-ATPase-mTOR 轴介导 GD-R 诱导的铁过载和铁死亡
进一步研究发现，GD-R 可抑制 V-ATPase 活性，导致 mTORC1 失活。mTORC1 失活一方面通过促进铁自噬，使铁蛋白降解并释放游离铁；另一方面，通过激活 TPC2 通道，促使溶酶体内的铁释放到细胞质中，最终导致细胞内 LIP 过载。抑制 V-ATPase 或 mTORC1 可模拟 GD-R 诱导的铁过载和铁死亡，而激活 mTORC1 或使用铁螯合剂则可减轻 GD-R 诱导的 LIP 过载和铁死亡。
体内验证：GD-R 在肾 IRI 模型中促进铁死亡和肾脏损伤
在小鼠肾 IRI 体内模型中，研究人员观察到 GD-R 处理后肾脏组织中 LIP 水平升高，铁死亡相关标志物（如 ACSL4、LPCAT3）表达增加，肾脏损伤标志物（如血清肌酐、尿素氮）水平升高。给予 mTORC1 激活剂或铁螯合剂可显著减轻肾脏损伤和铁死亡，进一步验证了体外实验结果。
研究结论表明，肾 IRI 中，GD-R 通过 V-ATPase-mTORC1 失活介导的溶酶体铁经 TPC2 释放及铁自噬介导的铁蛋白降解，诱导 LIP 过载和铁死亡，为肾 IRI 的发病机制提供了新见解。该研究首次明确了葡萄糖代谢、铁过载与铁死亡之间的机制联系，揭示了 V-ATPase-mTOR 通路在肾 IRI 铁代谢调控中的关键作用，为开发靶向铁代谢或 mTOR 通路的肾 IRI 治疗策略提供了实验依据。未来研究可进一步探索该通路在其他器官 IRI 中的作用，以及相关靶向药物的临床转化潜力。
