四甲基吡嗪通过抑制铁死亡改善脓毒症肝损伤的机制研究

推荐：本研究针对脓毒症肝损伤高死亡率难题，通过CLP模型和网络药理学分析，揭示中药成分四甲基吡嗪(TMP)通过调控PPAR/钙信号通路抑制铁死亡(Ferroptosis)关键基因(TFR1/Atf3)，提升保护因子(GPX4/Nrf2/FSP1)，显著改善肝组织病理损伤和纤维化，为脓毒症治疗提供新靶点。

　　

脓毒症作为ICU常见危重症，其导致的肝损伤死亡率高达68%，但临床仍缺乏特效治疗手段。近年来，铁死亡(Ferroptosis)这种伴随铁蓄积和脂质过氧化的特殊细胞死亡形式被证实与脓毒症器官损伤密切相关。传统中药川芎中的活性成分四甲基吡嗪(Tetramethylpyrazine, TMP)虽在心血管疾病中广泛应用，但其是否通过调控铁死亡途径改善脓毒症肝损伤尚属未知。

浙江省医药卫生科技计划项目(2024KY1536)支持的研究团队在《Biochemical Pharmacology》发表论文，通过经典盲肠结扎穿孔术(CLP)建立脓毒症小鼠模型，结合LPS诱导的肝细胞体外实验，首次系统阐明了TMP通过多靶点抑制铁死亡发挥肝保护作用的分子机制。研究采用组织病理学染色、网络药理学预测、qRT-PCR验证等技术手段，发现TMP能显著降低血清炎症标志物和肝酶水平，并通过调控PPAR和钙信号通路关键节点，形成TFR1/Atf3下调与GPX4/Nrf2/FSP1上调的协同保护网络。

主要技术方法
研究建立96只C57BL/6小鼠CLP模型，设置Sham组、CLP组、TMP低中高剂量组(CLP+TMP L/M/H)、阳性药组(CLP+XBJ)及铁死亡抑制剂/激动剂干预组(CLP+TMP+Fer-1/Erastin)。体外采用LPS诱导肝细胞损伤模型，通过H&E染色、Masson染色评估肝损伤程度，结合网络药理学筛选关键通路，qRT-PCR验证铁死亡相关基因表达。

TMP可以改善脓毒症小鼠肝损伤
H&E染色显示CLP组出现肝细胞肿胀坏死、肝索结构紊乱，而TMP各剂量组显著改善病理损伤，其中高剂量组效果最佳，肝索结构基本恢复正常。血清ALT、AST水平在TMP干预后明显降低，且呈剂量依赖性。Masson染色证实TMP可减轻肝纤维化程度，其作用与铁死亡抑制剂Fer-1相当。

分子机制验证
网络药理学预测PPAR信号通路和钙信号通路为关键通路。qRT-PCR结果显示TMP显著抑制促铁死亡基因转铁蛋白受体1(TFR1)和激活转录因子3(Atf3)，同时上调谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、核因子E2相关因子2(Nrf2)和铁死亡抑制蛋白1(FSP1)的表达。体外实验证实TMP的保护作用可被铁死亡激动剂Erastin逆转，明确其作用依赖于铁死亡抑制途径。

讨论与意义
该研究首次阐明TMP通过多靶点调控铁死亡网络改善脓毒症肝损伤的机制：在组织层面减轻炎症浸润和纤维化；在分子层面形成"抑制TFR1/Atf3-激活GPX4/Nrf2/FSP1"的动态平衡。这不仅为中药单体治疗脓毒症提供理论依据，更揭示了铁死亡作为脓毒症治疗新靶点的临床价值。作者王珏、陈武鑫等特别指出，TMP与传统抗炎药物的协同作用及其在神经内分泌-免疫网络调控中的潜在价值值得进一步探索。研究获得浙江省中医药科技计划(2023ZL651)和宁波市顶尖医疗健康研究计划(2023-2024年度)支持，所有实验均通过伦理审查(IACUC No.154)。