超加工食品中7-酮基谷甾醇通过ALKBH5-GCLM轴介导巨噬细胞铁死亡加重溃疡性结肠炎的机制研究

推荐：为解决超加工食品(UPFs)中氧化植物甾醇(如7-酮基谷甾醇KS)与溃疡性结肠炎(UC)恶化的关联机制问题，天津医科大学总医院团队开展KS通过ALKBH5-GCLM通路诱导巨噬细胞铁死亡的研究。发现KS抑制ALKBH5核转位，下调GCLM表达，导致谷胱甘肽(GSH)合成障碍和脂质过氧化，最终触发M1型巨噬细胞铁死亡。该研究为UC的饮食干预提供新靶点，发表于《Environment International》。

　　

随着现代饮食结构的改变，超加工食品(UPFs)在全球饮食中的占比持续攀升，这类食品在工业化生产过程中产生的氧化植物甾醇(POPs)对健康的潜在危害日益受到关注。其中，7-酮基谷甾醇(KS)作为β-谷甾醇的高温氧化衍生物，在反复使用的食用油和油炸食品中含量尤为丰富。尽管已有研究提示KS与心血管疾病相关，但其对肠道炎症特别是溃疡性结肠炎(UC)的影响机制仍是未解之谜。UC作为一种慢性复发性肠道炎症疾病，全球发病率近30年增长85.1%，在快速工业化地区尤为显著，迫切需要揭示环境饮食因素在其发病中的作用机制。

天津医科大学总医院的研究团队通过临床队列结合动物实验，首次阐明KS通过干扰RNA去甲基化酶ALKBH5的核转位，抑制谷氨酸-半胱氨酸连接酶调节亚基(GCLM)表达，从而破坏巨噬细胞氧化还原平衡，诱发铁死亡的分子机制。这项发表于《Environment International》的研究不仅为UC的饮食-环境-免疫互作提供了新见解，更为临床防治策略开发指明了方向。

研究采用多维度技术方法：通过354例UC患者和204例健康对照的膳食调查与血清KS检测建立临床关联；构建DSS诱导的小鼠结肠炎模型进行KS干预实验；利用RNA-seq筛选巨噬细胞转录组差异；采用分子对接分析KS-ALKBH5相互作用；通过免疫荧光共定位等技术验证ALKBH5-GCLM轴在临床标本和小鼠肠道组织中的表达模式。

3.1 KS与溃疡性结肠炎临床相关性
膳食分析显示UC患者油炸食品、烘焙食品和食用油摄入量显著高于健康人群，推算KS摄入量与Mayo评分呈正相关。血清KS检测验证了膳食评估可靠性，高水平KS患者内镜下可见更严重的黏膜损伤。动物实验证实100mg/kg KS灌胃可加重DSS诱导的结肠缩短、体重下降和组织病理损伤。

3.2 KS加剧实验性结肠炎
在C57BL/6小鼠模型中，KS处理使DSS组疾病活动指数(DAI)升高3.2倍，结肠长度缩短28%。组织学显示KS组隐窝结构破坏更显著，炎性浸润增加，单独KS处理即可诱发肠道炎症。

3.3 KS诱导巨噬细胞M1型极化
qPCR检测显示KS显著上调结肠组织中IL-1β、TNF-α等M1型标志物2.1-3.5倍，而对M2型标记物无影响。免疫荧光证实KS使结肠CD86⁺/F4/80⁺ M1型巨噬细胞比例增加67%，CD206⁺ M2型细胞减少42%。

3.4 KS下调巨噬细胞GCLM表达
RNA-seq分析发现KS处理巨噬细胞中153个基因上调、142个基因下调，KEGG富集显示铁死亡通路显著激活。验证实验表明KS使GCLM mRNA和蛋白水平分别降低58%和63%，同时ALKBH5蛋白核质比下降2.3倍。分子对接揭示KS通过SER-474位点(-9.5kcal/mol结合能)与ALKBH5结合。

3.5 KS触发巨噬细胞铁死亡
KS处理使RAW264.7细胞总谷胱甘肽(T-GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)水平下降45%-52%，活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)分别升高3.1倍和2.8倍，Fe²⁺浓度增加1.9倍。铁死亡抑制剂Fer-1可逆转这些效应。

3.6 ALKBH5过表达缓解铁死亡
转染ALKBH5质粒使GCLM表达恢复至对照组的85%，M1型标志物表达降低39-62%，T-GSH水平回升76%。同时ROS和MDA分别减少51%和43%，GPX4蛋白表达增加2.2倍。

3.7 KS通过ALKBH5-GCLM通路加重肠炎
临床标本免疫荧光显示高KS摄入患者结肠CD68⁺巨噬细胞中ALKBH5核定位减少61%，GCLM表达降低54%，ACSL4/GPX4比值升高3.3倍。小鼠实验证实KS处理使结肠巨噬细胞ACSL4⁺细胞增加2.1倍，GPX4⁺细胞减少68%。

该研究首次系统阐明饮食源性KS通过ALKBH5-GCLM轴调控巨噬细胞铁死亡的新机制，为理解UPFs危害提供了分子证据。发现KS通过结合ALKBH5阻碍其核转位，抑制GCLM介导的GSH合成，导致脂质过氧化和铁死亡，这一通路在临床标本和小鼠模型中均得到验证。研究创新性地将食品加工副产物、表观遗传调控和细胞程序性死亡三者联系起来，不仅解释了为何限制油炸食品可改善UC症状，更为开发ALKBH5激活剂或GCLM增强剂等靶向治疗策略奠定基础。从公共卫生角度，研究提示需加强对食品加工过程中POPs生成的监管，特别是餐饮业食用油重复使用问题。未来研究可进一步探索不同烹饪方式对KS生成的影响，以及ALKBH5-GCLM轴在其他炎症性疾病中的普适性机制。