铁补充剂通过诱导铁死亡加重对乙酰氨基酚肝损伤并降低N-乙酰半胱氨酸疗效的机制研究

本研究揭示了铁补充剂如何通过对乙酰氨基酚(APAP)诱导的肝损伤中细胞死亡模式的转变——从线粒体氧化应激介导的坏死转变为铁死亡样细胞死亡，并证明传统解毒剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)在此新机制下的局限性，为临床铁过载患者的APAP中毒治疗提供新见解。

　　

对乙酰氨基酚（APAP）是全球最常用的解热镇痛药，但其过量使用是西方国家急性肝衰竭的主要原因。传统认为APAP肝毒性由线粒体氧化应激和过氧亚硝酸盐介导的蛋白硝化导致，而铁催化在这一过程中的作用及脂质过氧化（LPO）的贡献长期存在争议。更关键的是，临床常用解毒剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）对铁过载患者的潜在失效风险尚未阐明。

美国堪萨斯大学医学中心的研究团队通过动物模型发现，当APAP过量与硫酸亚铁联用时，肝损伤机制从经典的线粒体程序性坏死转变为以铁死亡（ferroptosis）为主的细胞死亡模式。这一转变使损伤对线粒体靶向抗氧化剂Mito-TEMPO和线粒体铁摄取抑制剂米诺环素的干预产生抵抗，更值得注意的是，临床标准解毒剂NAC和试验性药物甲吡唑（4MP）的疗效显著降低。该成果发表于《Toxicology》，为理解铁代谢紊乱患者的APAP中毒提供了全新视角。

研究采用C57BL/6J小鼠模型，核心实验技术包括：1）通过血浆ALT（丙氨酸氨基转移酶）和肝组织H&E染色评估肝损伤程度；2）免疫荧光检测3-硝基酪氨酸（3-NT）反映蛋白硝化水平；3）丙二醛（MDA）和羟基二十碳四烯酸（HETEs）定量分析脂质过氧化；4）线粒体亚细胞分离结合Western blot检测凋亡诱导因子（AIF）和细胞色素c释放；5）UPLC-MS/MS（超高效液相色谱-质谱联用）精确测定HETEs谱。

研究结果部分：

1. Mito-TEMPO对APAP+Fe²⁺
   诱导肝损伤的影响
   APAP单独处理引发典型线粒体功能障碍（AIF释放增加3.5倍）和蛋白硝化（3-NT荧光强度升高8倍），但不引起显著LPO（MDA仅升高1.2倍）。线粒体靶向SOD模拟物Mito-TEMPO可减少90%的损伤，而相同干预在APAP+Fe²⁺
   组仅降低ALT活性28%，且MDA水平维持在高位（较对照组增加12倍），证实铁存在时LPO成为主导机制。

2. 米诺环素对APAP+Fe²⁺
   介导肝损伤的作用
   线粒体钙单向转运体抑制剂米诺环素预处理使APAP单独组的蛋白硝化降低65%，但对APAP+Fe²⁺
   组的MDA无影响，仅部分缓解损伤（ALT下降46%）。这提示外源铁可能通过线粒体外途径驱动LPO。

3. 标准解毒剂NAC和甲吡唑的疗效评估
   在传统APAP模型中，延迟1.5小时给予NAC或4MP可降低90%以上损伤，但在APAP+Fe²⁺
   模型中，NAC反而使MDA升高51%，4MP仅使HETEs降低47%-62%，两者对ALT无显著改善，证实铁死亡样细胞死亡对传统解毒策略产生抵抗。

讨论部分强调了三重突破：机制上首次阐明铁补充通过"双刃剑"效应——既增强蛋白硝化又触发LPO，将细胞死亡模式切换为铁死亡样死亡；临床上警示铁剂与APAP联用可能使解毒剂窗口期缩短；治疗上提出铁螯合剂（如去铁胺）或新型铁死亡抑制剂（如liproxstatin-1）的潜在应用价值。该研究为特殊人群（如缺铁性贫血患者）的APAP用药安全提供了重要理论依据，并为开发针对铁过载相关肝毒性的联合治疗方案奠定基础。