Genkwanin通过抑制DYRK1A介导的TFE3磷酸化激活自噬并减轻哮喘小鼠气道上皮细胞铁死亡的研究

本研究针对哮喘气道炎症与上皮细胞铁死亡的调控机制，发现天然黄酮类化合物Genkwanin（GKA）通过靶向抑制DYRK1A激酶活性，促进TFE3核转位激活自噬通路，显著减轻HDM诱导的哮喘小鼠气道重塑和铁死亡。该研究为哮喘治疗提供了新的候选药物和靶点机制，发表于《Phytomedicine》。

　　

哮喘是一种常见的慢性呼吸道疾病，全球约有2.62亿患者，其中儿童占比显著。该病以气道高反应性、炎症细胞浸润和气道重塑为主要特征，目前临床主要采用吸入性糖皮质激素（ICS）和长效β₂受体激动剂进行治疗，但部分患儿仍出现重症发作，难以控制。近年来研究发现，铁死亡（Ferroptosis）——一种铁依赖性的脂质过氧化驱动的细胞死亡形式——在哮喘发病中起重要作用。尘螨（HDM）暴露可导致气道上皮细胞铁离子积累、活性氧（ROS）水平升高和谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）表达下调，进而诱发气道炎症和上皮屏障损伤。因此，靶向铁死亡可能成为哮喘治疗的新策略。

Genkwanin（GKA）是一种来源于多种植物的非糖基化黄酮化合物，具有显著的抗氧化和抗炎特性。先前研究表明，含有GKA的中药复方“辛夷清肺汤”可抑制哮喘小鼠模型的炎症细胞浸润和气道高反应性，但GKA在哮喘中的具体作用机制尚未明确。为此，研究人员在《Phytomedicine》发表论文，深入探究GKA是否通过调控铁死亡和自噬通路缓解哮喘症状。

为开展本研究，作者整合了多学科技术方法：利用GEO数据库（GSE18965）筛选哮喘差异表达基因；通过分子对接（AutoDock Vina）和双荧光素酶报告基因实验验证GKA与DYRK1A的相互作用；使用AAV病毒（带CC10启动子）在小鼠气道上皮特异性过表达DYRK1A和TFE3；通过CRISPR/Cas9技术敲除TFE3基因；采用免疫印迹、免疫荧光、核质分离等技术分析蛋白表达和定位；通过ELISA、生化试剂盒（铁离子、MDA、GSH/GSSG）和荧光探针（FerroOrange、DCFH-DA）检测氧化应激和铁死亡指标；并利用组织染色（HE、PAS、Masson）、免疫组化及体内外功能实验验证表型。临床样本来源于北京西苑医院24例哮喘患儿和9例健康志愿者的支气管肺泡灌洗液（BALF）。

研究结果显示：

一、GKA减轻HDM诱导的新生小鼠哮喘症状

中剂量GKA（M-GKA）处理使HDM特异性IgE、IgG1及炎症因子IL-5、IL-13、IL-4分别降低28%、22%、32%、48%和38%，杯状细胞增生（PAS评分降53%）和黏液蛋白MUC5AC表达（降30%）显著抑制，气道胶原沉积减少28%，上皮屏障蛋白ZO-1和E-cadherin表达回升。此外，GKA治疗降低气道高反应性和炎症细胞浸润，且与地塞米松（Dex）联用呈现协同效应。

二、DYRK1A是GKA的分子靶点，GKA抑制铁死亡

生物信息学分析及分子对接表明GKA与DYRK1A结合能低（-6.738 kcal/mol），体外激酶实验证实GKA抑制DYRK1A活性。在HDM哮喘模型中，GKA处理降低肺组织Fe²⁺含量（32%）、MDA（55%）和ROS（21%），上调GPX4和SLC7A11表达。而过表达DYRK1A则逆转GKA的保护作用，加重铁死亡和上皮损伤。

三、DYRK1A通过磷酸化TFE3抑制自噬

DYRK1A使TFE3丝氨酸321位点磷酸化（增强133%），促进其胞质滞留（增加73%），从而抑制自噬关键蛋白LC3BII/I和ATG5表达。GKA干预后，TFE3核转位增加，自噬活化，而TFE3敲除则削弱GKA的抗铁死亡作用。

四、TFE3过表达激活自噬并减轻铁死亡

在DYRK1A过表达背景下，TFE3的额外过表达仍可诱导自噬，降低铁离子、MDA和ROS水平，提高细胞活力，证实TFE3是下游关键效应分子。

结论部分强调，GKA通过抑制DYRK1A激酶活性，减少TFE3磷酸化，促进其核转位，进而激活自噬、抑制气道上皮细胞铁死亡，最终缓解哮喘气道炎症和重塑。该研究不仅揭示了GKA作为治疗哮喘的候选天然药物，也为针对DYRK1A-TFE3-自噬轴的治疗策略提供了理论依据。此外，研究者建议未来可开展更多黄酮类化合物的结构筛选，以优化具有抗哮喘活性的药物设计。

本研究的多层次验证——从临床样本分析到体内外机制探索，充分证明了GKA的药理作用和分子通路，为哮喘的病理机制研究和治疗开发提供了重要方向。