预处理通过减轻铁死亡诱导缺血耐受性：涉及m6A依赖的FTO–IGF2BP1/3–ACSL4调控轴

《Neuropharmacology》：Preconditioning induces ischemic tolerance by attenuating ferroptosis: involvement of the m6A-dependent FTO–IGF2BP1/3–ACSL4 regulatory Axis

　　

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  CIP通过减轻体内神经细胞铁死亡诱导脑缺血耐受；
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  OGD抑制FTO表达，导致依赖m⁶A的ACSL4 mRNA降解受损；
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  OGD上调IGF2BP1/3表达，从而增强ACSL4 mRNA稳定性；
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  OGD通过FTO–IGF2BP1/3–ACSL4 m⁶A调控轴触发神经细胞铁死亡；
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  OGDP通过恢复FTO–IGF2BP1/3–ACSL4 m⁶A轴减轻神经细胞铁死亡。

引言

缺血性卒中是导致死亡和长期神经功能障碍的主要原因之一，给个人和社会带来沉重负担（Zhang等，2023）。这种深远影响源于神经元对缺血损伤的易感性极高，且其修复和再生能力有限。尽管溶栓治疗仍然是急性缺血性卒中最有效的干预手段，但由于治疗时间窗狭窄和操作程序复杂，其应用仅限于不到15%的患者（Pinto等，2022）。因此，开发通过增强神经元缺血耐受性来延长再灌注时间窗的策略已成为关键的研究重点。脑缺血预处理（CIP），即先于严重缺血损伤而发生的一次短暂、亚致死性缺血发作，已被证明可显著增强脑缺血耐受性，并在通常致命的条件下促进神经元存活。然而，CIP诱导神经保护的精确分子机制仍未被完全阐明。

铁死亡是一种由不受控的铁依赖性脂质过氧化驱动的调控性坏死性细胞死亡形式（Dixon等，2012），与多种中枢神经系统疾病有关，包括缺血性卒中、多发性硬化症、阿尔茨海默病和帕金森病（Du等，2023；Li等，2020）。酰基辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4）通过将细胞膜脂质组成重塑为易于过氧化状态，在铁死亡的执行中发挥关键作用（Doll等，2017；Zhang等，2022）。值得注意的是，ACSL4表达在脑缺血性卒中后显著上调，而抑制其表达已被证明可减少梗死体积并改善功能恢复（Chen等，2021；Cui等，2021；Tuo等，2022a）。

N⁶-甲基腺苷（m⁶A）是真核细胞中最常见的转录后RNA修饰（Boulias和Greer，2023；Hong等，2022）。其沉积、去除和功能解读由书写者（甲基转移酶）、擦除者（去甲基化酶）和阅读器蛋白动态调控，这些蛋白共同调节RNA代谢和下游生物学过程。越来越多的证据表明m⁶A修饰参与脑缺血性损伤的发病机制（Chokkalla等，2023；Chokkalla等，2020；Deng等，2023；Li等，2023a；Xu等，2020）。值得注意的是，m⁶A去甲基化酶肥胖相关蛋白（FTO）在缺血性卒中后小鼠大脑皮层中下调，而外源性FTO给予可减轻继发性脑损伤并改善功能恢复（Chokkalla等，2023；Chokkalla等，2020；Xu等，2020）。新兴研究进一步表明m⁶A在脑缺血性损伤期间调控铁死亡中发挥重要作用（Jin等，2023；Su等，2024；Zhang等，2025）。例如，METTL3过表达通过上调E3泛素连接酶NEDD4L降低转铁蛋白受体蛋白1水平，从而增强缺血性神经元的铁死亡抗性（Su等，2024）；USP18通过m⁶A/NCOA4轴稳定FTO并抑制铁蛋白自噬介导的铁死亡，从而减轻缺血性损伤（Zhang等，2025）；黄芪甲苷IV上调FTO以抑制YTHDF3/ACSL4依赖性铁死亡（Jin等，2023）。尽管这些进展将m⁶A修饰与脑缺血后铁死亡调控联系起来，但在CIP诱导神经保护的具体背景下，m⁶A依赖性机制是否调控ACSL4介导的铁死亡仍不清楚。

使用在线预测工具SRAMP（http://www.cuilab.cn/sramp/），我们在ACSL4 mRNA的3'非翻译区（3'-UTR）内识别出数个潜在的m⁶A修饰位点。这一发现表明，m⁶A依赖性机制可能参与CIP诱导神经保护过程中所观察到的ACSL4介导铁死亡的抑制。基于这一结果，我们查阅了m⁶A2Target数据库（http://m6a2target.canceromics.org），该数据库预测FTO、胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1（IGF2BP1）和IGF2BP3是介导ACSL4 m⁶A依赖性调控的关键因子。

本研究围绕三个连续的机制性问题展开：CIP是否抑制ACSL4表达并减轻缺血诱导的铁死亡；m⁶A调控因子FTO、IGF2BP1和IGF2BP3是否在HT22细胞OGD条件下调控ACSL4表达；以及OGDP诱导的对后续OGD损伤的耐受是否与FTO和IGF2BP1/3介导的ACSL4 mRNA稳定性和铁死亡调控有关。这些问题通过体内小鼠大脑中动脉闭塞（MCAO）模型和体外HT22细胞氧糖剥夺（OGD）模型加以解答。

章节摘要

动物与治疗

10至12周龄雄性C57BL/6J小鼠购自查尔斯河实验室（中国北京）。小鼠饲养于无特定病原体（SPF）环境中，温度22 ± 1°C，湿度50% ± 10%，光照与黑暗周期各12小时。食物和水自由供应。所有实验程序均经河北医科大学机构动物护理和使用委员会批准（IACUC-Hebmu-2020013），并按照美国国立卫生研究院（NIH）关于动物护理和……

CIP在体内诱导脑缺血耐受，OGDP在体外增强对OGD损伤的抗性

为评估CIP的保护作用，我们对小鼠实施MCAO手术（图1A）。系列脑切片TTC染色显示，CIP预处理（MCAO前72小时给药）使脑梗死体积从32.2%显著降低至23.0%（图1B，p = 0.0141）。在MCAO前脑室内给予铁死亡抑制剂Fer-1同样显著减少了梗死体积（图1C，p = 0.0199）。与这些发现一致，H&E染色进一步表明……

讨论

本研究证明，CIP通过抑制ACSL4相关铁死亡在体内诱导脑缺血耐受。HT22细胞的机制研究进一步表明，FTO–IGF2BP1/3–ACSL4轴的m⁶A依赖性调控参与OGDP介导的对OGD诱导铁死亡的抗性。综上，这些发现为CIP的神经保护效应提供了新的机制见解，并确定FTO–IGF2BP1/3–ACSL4轴是缺血……的潜在治疗靶点。

CRediT作者贡献声明

赵承帅：验证、方法论、调查研究。赵晨光：撰写——审阅与编辑、概念化。张敏：撰写——审阅与编辑、监督、方法论、调查研究、资金获取、形式化分析、概念化。李世超：方法论、调查研究、形式化分析。王晓雨：方法论、调查研究、形式化分析。李赛：方法论、调查研究。任晓鹏：验证、方法论、调查研究。仙晓辉：方法论，

伦理声明

本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究经河北医科大学机构动物护理和使用委员会批准。（批准号：IACUC-Hebmu-2020013）

机构审查委员会声明

动物实验方案经河北医科大学机构动物护理和使用委员会批准（批准代码：IACUC-Hebmu-2020013；批准日期：2020年3月16日）。

数据可用性声明

本研究中产生的所有数据均可通过向通讯作者提出合理请求获得。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

资金支持

本研究受国家自然科学基金资助（编号：82571472）；2025年河北省高校—石家庄产业—大学—研究合作项目（编号：2517901907A）；恒瑞河北创新发展医学合作计划（编号：HR202502004）；河北省自然科学基金（编号：H2024206037）；河北省教育厅科学研究项目（编号：QN2025212）；院长基金（编号：NV20250012）以及研究生致远

利益冲突声明

我们确认本稿件此前未发表，也未在其他地方接受审稿。所有作者均同意该文章的发表。如被接受，在未经版权持有人书面同意的情况下，该文章不会以相同形式以英文或其他任何语言（包括电子版）在其他地方发表。作者无利益冲突需要声明。

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