EZH1缺失通过激活NRF2增强铁死亡抵抗性:脓毒症相关肝损伤治疗的新靶点

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Clinical Epigenetics 4.8

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  本研究针对脓毒症相关肝损伤(SALI)缺乏有效治疗手段的临床难题,首次揭示组蛋白甲基转移酶EZH1通过H3K27me3表观遗传修饰抑制NRF2转录,从而加剧铁死亡的分子机制。中山大学附属第一医院团队通过构建Ezh1-/- 小鼠模型,证实EZH1缺失可降低肝细胞铁死亡标志物COX2表达,上调GPX4/xCT通路活性,并通过CUT&RUN测序技术发现NRF2启动子区H3K27me3修饰减少是关键调控环节。体外实验进一步验证EZH1抑制剂DS3201通过激活NRF2减轻LPS诱导的肝细胞铁死亡,为SALI治疗提供了新型表观遗传干预策略。

  

脓毒症作为感染引发的全身炎症风暴,其导致的器官功能障碍一直是重症医学领域的治疗难点。其中,脓毒症相关肝损伤(SALI)因肝脏特殊的免疫代谢功能,常成为多器官衰竭的始发环节。尽管已知铁死亡(一种铁依赖的脂质过氧化驱动的新型细胞死亡方式)在器官损伤中起关键作用,但表观遗传调控机制在SALI中的作用仍属空白。中山大学附属第一医院的研究团队在《Clinical Epigenetics》发表的研究,首次揭示了组蛋白甲基转移酶EZH1通过"甲基化开关"调控铁死亡的全新机制。

研究采用CLP(盲肠结扎穿孔)和LPS腹腔注射两种脓毒症模型,结合Ezh1基因敲除小鼠,通过肝脏病理评分、透射电镜观察线粒体形态、铁染色等技术评估肝损伤程度。运用CUT&RUN测序解析H3K27me3修饰谱,并通过DS3201(EZH1抑制剂)和ML385(NRF2抑制剂)的体外干预实验验证机制。

EZH1缺失改善脓毒症小鼠生存率与肝损伤
Ezh1-/-
小鼠在致死剂量LPS和CLP模型中生存率显著提高(图1A,B)。肝脏病理显示:野生型脓毒症小鼠出现广泛肝细胞坏死和空泡变性,而Ezh1-/-
组损伤明显减轻(图1C,D),血清AST/ALT水平同步下降(图1E,F)。

EZH1缺失减轻肝细胞铁死亡特征
透射电镜观察到野生型脓毒症小鼠肝脏出现典型铁死亡特征——线粒体嵴消失、膜密度增高,而Ezh1-/-
组线粒体损伤减少(图2B)。普鲁士蓝染色和铁离子检测显示Ezh1-/-
显著降低肝脏铁沉积(图2C-E),同时MDA(脂质过氧化标志物)下降、GSH(抗氧化物质)升高(图2F,G)。Western blot证实EZH1缺失上调了铁死亡抑制蛋白GPX4和xCT表达(图2H-J)。

NRF2是EZH1调控铁死亡的关键介质
CUT&RUN测序发现Ezh1-/-
小鼠肝脏NRF2(Nfe2l2)启动子区H3K27me3修饰显著减少(图3A,B),伴随NRF2 mRNA和蛋白表达增加(图3C-E)及核转位增强(图3F,G)。体外实验显示,DS3201通过抑制EZH1降低H3K27me3水平(图5C),从而逆转LPS诱导的AML12肝细胞死亡(图5D)、ROS积累(图5F)和线粒体膜电位下降(图5H),而NRF2抑制剂ML385可抵消这种保护作用。

这项研究首次阐明EZH1-H3K27me3-NRF2轴在SALI中的调控作用:EZH1通过催化NRF2启动子区H3K27me3修饰抑制其转录,导致下游GPX4/xCT表达不足,加剧铁死亡(图示摘要)。临床意义在于:①证实表观遗传调控是脓毒症器官损伤的新机制;②EZH1抑制剂DS3201已进入淋巴瘤临床试验,本研究为其拓展到脓毒症治疗提供理论依据;③NRF2作为核心转录因子,其激活可能是多器官保护的共性策略。未来需进一步探索EZH1在不同器官铁死亡中的特异性调控网络,以及DS3201在脓毒症中的给药时机和剂量优化。

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