1,25(OH)2 D3 通过SIRT3-SOD2-mtROS通路缓解DSS诱导的肠道铁死亡:溃疡性结肠炎治疗新靶点

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:The Journal of Nutritional Biochemistry 4.8

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  本研究针对溃疡性结肠炎(UC)中铁死亡(ferroptosis)的调控机制展开探索,发现1,25(OH)2 D3 通过激活SIRT3-SOD2-mtROS通路抑制肠道铁死亡,缓解DSS诱导的结肠炎。研究揭示了维生素D在UC中的抗氧化保护作用,为临床补充维生素D治疗UC提供了理论依据。

  

研究背景与意义
溃疡性结肠炎(UC)是一种病因未明的慢性肠道炎症性疾病,其特征性病理改变包括肠上皮屏障破坏和大量肠上皮细胞死亡。近年来,铁死亡(ferroptosis)——一种依赖铁离子和脂质过氧化的新型细胞死亡方式——被证实与UC的发生发展密切相关。然而,铁死亡在UC中的具体调控机制尚不明确,临床上也缺乏针对性干预手段。

维生素D作为一种重要的免疫调节剂,其活性形式1,25-二羟基维生素D3
(1,25(OH)2
D3
)通过结合维生素D受体(VDR)发挥生物学效应。前期研究发现,UC患者血清维生素D水平和肠道VDR表达显著降低,但1,25(OH)2
D3
是否通过调控铁死亡缓解UC尚属未知。安徽医科大学第一附属医院的研究团队在《The Journal of Nutritional Biochemistry》发表的研究,首次揭示了1,25(OH)2
D3
通过SIRT3-SOD2-mtROS通路抑制铁死亡的关键机制。

关键技术方法
研究采用UC患者肠道组织样本分析VDR与铁死亡标志物的相关性;建立维生素D缺乏(VDD)小鼠和葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎模型,通过组织学、分子生物学技术评估铁死亡;使用人结肠癌细胞系HT-29进行体外机制验证,包括SIRT3基因沉默、线粒体活性氧(mtROS)检测等。

研究结果

VDR在UC组织中下调并与铁死亡相关
临床样本分析显示,UC患者肠道VDR mRNA水平显著降低且与疾病严重程度(Mayo评分)负相关。铁死亡关键标志物GPX4(谷胱甘肽过氧化物酶4)表达下调,而ACSL4(酰基辅酶A合成酶长链家族成员4)表达上调,提示铁死亡参与UC病理过程。

维生素D缺乏加剧DSS诱导的肠道铁死亡
动物实验表明,VDD小鼠在DSS处理后结肠损伤更严重,铁死亡标志物变化更显著,而1,25(OH)2
D3
预处理可逆转这一现象。体外实验证实1,25(OH)2
D3
抑制DSS处理的HT-29细胞铁死亡。

SIRT3-SOD2-mtROS通路介导保护作用
UC患者肠道SIRT3蛋白减少,乙酰化SOD2(Ac-SOD2)增加。1,25(OH)2
D3
通过上调SIRT3促进SOD2去乙酰化,增强其抗氧化活性,从而减少mtROS积累。SIRT3基因沉默可阻断1,25(OH)2
D3
对铁死亡的抑制作用。

结论与意义
该研究首次阐明1,25(OH)2
D3
-VDR轴通过激活SIRT3-SOD2-mtROS通路抑制肠道铁死亡,为UC治疗提供了新靶点。研究发现不仅拓展了维生素D在肠道疾病中的抗氧化机制认知,也为临床应用维生素D辅助治疗UC提供了实验依据。未来研究可进一步探索SIRT3激动剂与维生素D联合治疗的潜在价值。

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