整合空间与单细胞转录组揭示巨噬细胞ACOX3脂肪酸氧化障碍在肾缺血-再灌注损伤铁死亡中的调控作用及异银杏内酯干预策略

《Inflammation》：Macrophage ACOX3-Associated Fatty Acid Oxidation Dysfunction Promotes Ferroptosis-Related Tubular Injury in Renal Ischemia-Reperfusion Injury

摘要

肾缺血-再灌注损伤（RIRI）是导致急性肾损伤及肾移植后移植物功能恢复障碍的主要原因之一。尽管肾小管上皮细胞损伤是RIRI的核心病理环节，但免疫细胞代谢重塑对铁死亡相关组织损伤的贡献仍有待深入阐明。本研究通过整合空间转录组与单细胞转录组分析，揭示了早期RIRI过程中脂肪酸代谢发生广泛且具细胞类型偏向性的重塑，并结合基于网络分析的优先排序策略，突出了巨噬细胞中ACOX3的显著下调。在缺氧/复氧（HR）处理的RAW264.7巨噬细胞中，ACOX3过表达可维持脂肪酸氧化、限制脂质沉积与脂质过氧化、保持线粒体功能，并支持SLC7A11/GPX4的表达；而ACOX3沉默则产生相反的表型。Ferrostatin-1部分逆转了多项损伤相关改变，提示铁死亡相关机制的参与。ACADM基因敲低部分削弱了ACOX3过表达所伴随的保护效应，表明下游代谢通路的参与。Transwell共培养及巨噬细胞条件培养基实验进一步证实，巨噬细胞的ACOX3状态可通过非接触性旁分泌信号调控HK-2细胞中的铁死亡相关损伤。虚拟筛选鉴定出异银杏内酯为候选ACOX3结合化合物，CETSA和SPR实验支持了其靶点结合及直接结合活性。异银杏内酯减轻了HR处理巨噬细胞中的铁死亡相关应激，并在小鼠RIRI模型中降低了肾功能障碍、小管损伤及铁死亡相关氧化应激。综上所述，本研究发现巨噬细胞ACOX3相关的脂肪酸氧化功能障碍是RIRI的贡献因素，并支持异银杏内酯作为候选干预药物，但仍需进一步进行靶点特异性及遗传学验证。