抑制炎症巨噬细胞铁死亡缓解新生儿坏死性小肠结肠炎肠道损伤的机制研究

本研究针对新生儿坏死性小肠结肠炎(NEC)这一高危疾病，通过单细胞/组织RNA测序结合实验验证，首次揭示巨噬细胞铁死亡(ferroptosis)在NEC肠道损伤中的关键作用。研究发现铁死亡抑制剂Ferrostatin-1(Fer-1)可通过下调ACSL4、上调GPX4缓解巨噬细胞脂质过氧化和炎症因子释放，从而改善肠上皮细胞死亡，为NEC治疗提供新靶点。

　　

新生儿坏死性小肠结肠炎(NEC)是早产儿最致命的胃肠道急症，死亡率高达20-30%，幸存者常面临短肠综合征、神经发育障碍等长期后遗症。尽管新生儿重症监护技术不断进步，但NEC的治疗数十年来停滞不前——抗生素、肠外营养和手术仍是主要手段，这背后是疾病机制的认知空白。尤其令人困惑的是，早产儿肠道中大量存在的巨噬细胞为何会从"守护者"转变为"破坏者"，通过何种机制导致肠上皮屏障崩溃？

浙江大学医学院附属儿童医院的研究团队在《Cell Death Discovery》发表的研究，首次将目光聚焦于巨噬细胞死亡的新形式——铁死亡。这项研究通过单细胞测序技术(scRNA-seq)和动物实验的双重验证，揭示了巨噬细胞ACSL4/GPX4通路失衡引发的铁死亡级联反应，正是推动NEC肠道炎症风暴的关键"导火索"。

研究人员运用三大关键技术：单细胞转录组分析(GSE178088等数据集)揭示NEC巨噬细胞亚群特征；LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞模型结合铁死亡抑制剂(Fer-1)干预实验；以及经典缺氧/冷应激/高渗喂养诱导的NEC小鼠模型。通过免疫组化、流式细胞术和脂质过氧化检测等多维度验证机制。

巨噬细胞在NEC肠道中异常积聚

单细胞图谱分析21,833个细胞显示，NEC组巨噬细胞比例显著高于对照组(图1G)。免疫组化证实NEC患者和小鼠肠道中CD68⁺巨噬细胞浸润增加(图1I,L)，流式检测显示F4/80⁺CD11b⁺巨噬细胞占比提升3倍(图1K)。

促炎性巨噬细胞主导NEC微环境

亚群分析发现NEC巨噬细胞主要富集于亚群0，高表达IL-1β、IL-6等炎症因子(图2C)。基因集评分显示其促炎评分和趋化评分显著高于对照组(图2D-K)，且与细胞死亡评分正相关。

铁死亡特征贯穿NEC病程

伪时序分析揭示巨噬细胞从静息态向死亡态演化(图4B)。关键的是，BEAM分析显示节点2差异基因富集于铁死亡和凋亡通路(图4D)。实验验证发现NEC患者肠道巨噬细胞ACSL4和4-HNE共定位增强(图3R,S)，小鼠模型中GPX4表达下降而MDA水平升高。

Fer-1阻断死亡-炎症恶性循环

体外实验表明，LPS通过上调ACSL4、抑制GPX4诱发巨噬细胞铁死亡(图5G-J)，其培养上清使肠上皮细胞死亡率达对照组的4倍(图5O)。Fer-1处理不仅降低巨噬细胞脂质过氧化(图5M)，更使肠上皮细胞存活率恢复80%。动物实验中，Fer-1治疗使NEC小鼠肠道损伤评分降低50%，IL-1β表达减少60%(图6A,J)。

这项研究建立了"巨噬细胞铁死亡-肠上皮损伤"的完整理论框架：肠道高LPS环境通过TLR4/NF-κB通路激活巨噬细胞，触发ACSL4介导的磷脂过氧化(图5M)，同时GPX4防御系统崩溃(图6F)，最终导致膜完整性丧失和大量IL-1β释放。Fer-1的干预效果证实，靶向铁死亡不仅能减少巨噬细胞自身死亡，更关键的是切断了对肠上皮的"细胞因子轰炸"。

该发现为NEC治疗提供双重启示：一方面，ACSL4可作为新型生物标志物，帮助早期识别高危患儿；另一方面，铁死亡抑制剂与现有抗炎方案的联用，或将成为改善早产儿预后的突破点。值得注意的是，研究也发现巨噬细胞凋亡和焦亡(pyroptosis)共存现象(图3B-P)，提示不同死亡形式可能构成协同网络，这为后续多靶点联合干预奠定基础。随着对免疫代谢重编程认识的深入，调控巨噬细胞"死亡方式选择"有望成为新生儿肠道疾病治疗的下一代策略。