综述:铁死亡在疼痛中的作用:证据、挑战与机遇

【字体: 时间:2025年09月04日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  这篇综述系统阐述了铁死亡(ferroptosis)与疼痛的关联机制,聚焦于线粒体损伤、氧化应激(OS)、铁积累和脂质过氧化等特征,探讨了其在神经病理性疼痛(NP)和骨痛(BP)中的关键作用,并提出了靶向GPX4、NRF2、ACSL4等通路的新型治疗策略,为疼痛管理提供了创新视角。

  

1 引言

疼痛作为全球20%人口的健康负担,现有疗法因机制不明而疗效有限。铁死亡作为一种铁依赖的程序性细胞死亡方式,以线粒体收缩、活性氧(ROS)累积和脂质过氧化(如PUFA-PL氧化)为特征,与疼痛发生密切相关。研究表明,铁死亡通过破坏脊髓背角神经元和星形胶质细胞功能,参与慢性疼痛的维持,如神经损伤模型中铁积累和GPX4活性下降可加剧疼痛。

2 铁死亡机制

2.1 脂质过氧化

多不饱和脂肪酸(PUFAs)在ACSL4和LPCAT3催化下形成PUFA-PL,氧化后产生磷脂氢过氧化物(PL-PUFA-OOH),破坏膜完整性。

2.2 铁代谢紊乱

Fe2+通过Fenton反应生成ROS,激活脂氧合酶(LOX),促进PUFA-PL氧化。转铁蛋白受体(TfR1)和STEAP3介导的铁内流加剧这一过程。

2.3 System Xc-/GSH/GPX4通路

胱氨酸/谷氨酸转运体(System Xc-)调控GSH合成,其抑制导致GPX4失活,无法清除脂质过氧化物,诱发铁死亡。

3 铁死亡与疼痛的关联

在神经病理性疼痛(如CCI模型)中,铁死亡通过ROS损伤神经元膜结构,减少GABA能神经元,增强痛觉传递。骨癌疼痛(BCP)中,COX-2和ERK通路激活与铁死亡相关,GPX4下调加剧疼痛。

4 铁死亡相关疼痛疾病

4.1 神经病理性疼痛疾病

  • 多发性硬化(MS):灰质铁沉积和GPX4表达下降驱动疾病进展。

  • 脑卒中(IS):再灌注期ACSL4上调、铁超载导致缺血后疼痛。

  • 脊髓损伤(SCI):运动皮层神经元铁死亡引发功能恢复障碍。

4.2 骨痛相关疾病

  • 骨关节炎(OA):软骨细胞铁死亡加速ECM降解,D-甘露糖可抑制此过程。

  • 腰椎间盘突出:髓核细胞GPX4下调引发椎间盘退变(IVDD)。

5 靶向铁死亡的疼痛治疗

  • 神经疼痛:维生素D3通过PKCα/NOX4通路保护GABA神经元;脂氧素A4(LXA4)激活NRF2抗氧化。

  • 骨痛:铁螯合剂(如DFO)减少软骨铁沉积;可注射水凝胶负载SLC7A11基因挽救退变椎间盘。

6 结论与展望

靶向铁死亡为疼痛治疗开辟了新途径,但临床转化需解决给药方式和副作用问题。未来需深入探索细胞特异性机制,开发精准干预策略。

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