Mesaconine 通过调节 YAP1 来抑制脊髓中的细胞铁死亡（ferroptosis），从而缓解 CFA（化学诱导的小鼠模型）所引发的高痛觉（hyperalgesia）

《Phytomedicine》：Mesaconine alleviates hyperalgesia in CFA-induced mice by modulating YAP1 to suppress cell ferroptosis within the spinal cord

MES通过抑制脊髓铁依赖性细胞死亡和YAP1信号通路减轻CFA诱导的小鼠慢性炎症性疼痛，减少GAD65阳性神经元丢失，其效果与铁死亡抑制剂相当，而铁死亡诱导剂可逆转其作用。

　　

邱志超|张哲|詹庚志|李存宇|彭国平|唐书婉

南京中医药大学药学院，中国南京210023

摘要

背景

慢性炎症性疼痛通常由创伤、关节炎或感染引起，是一种常见的慢性疼痛类型。临床上，其特征是痛觉过敏以及自发性且持续的疼痛。研究表明，脊髓背角中的神经元丢失是多种慢性疼痛状况下持续痛觉过敏的关键因素。Mesaconine（MES）是一种来自Aconitum carmichaeli的C₁₉二萜生物碱，具有显著的抗炎和镇痛作用。

方法

在这项研究中，我们关注了铁死亡（ferroptosis）这一程序性细胞死亡形式，以探讨MES对小鼠完全弗氏佐剂（CFA）诱导的慢性炎症性疼痛的影响及其潜在机制。

结果

MES能够缓解CFA诱导的慢性炎症性疼痛，抑制脊髓中的铁死亡，并减少谷氨酸脱羧酶65（GAD65）阳性神经元的丢失。此外，不同的实验组分别接受了铁死亡抑制剂Liproxstatin-1（LIP）和铁死亡诱导剂Eras tin（ERA）。MES和LIP均能抑制脊髓中的铁死亡，减少神经元丢失，增强GAD65的表达，并减轻痛觉过敏。相反，ERA则消除了MES的保护作用。进一步的蛋白质组学分析显示，MES处理显著下调了Yes相关蛋白（YAP1）的表达并抑制了其核转位。药理学抑制和激活实验进一步证实，YAP1是MES抑制CFA诱导的铁死亡和慢性炎症性疼痛的关键靶点。

结论

本研究表明，MES通过调节YAP1的活性来抑制脊髓细胞中的铁死亡，从而减少神经元丢失，增加GAD65的表达，并抑制神经炎症。这恢复了脊髓的中枢抑制作用，最终缓解了痛觉过敏。

引言

慢性炎症性疼痛通常由创伤、关节炎或感染引起，是一种主要的慢性疼痛类型。它已成为一个重要的健康问题，导致痛觉敏感度增加（痛觉过敏）、痛觉异常（allodynia）和认知功能障碍（Deng等人，2022年；Ho等人，2019年）。触发和维持疼痛反应的一个重要因素是组织损伤或炎症，这可能导致不同促炎化学物质的过量产生以及与疼痛相关的基因表达异常（Ho等人，2019年；Ruan等人，2021年）。阿片类药物和非甾体抗炎药被广泛用于疼痛治疗，但它们常引起胃肠道不适，并可能带来依赖风险（Melnikova，2010年）。

慢性疼痛的主要临床表现包括痛觉过敏和自发性持续疼痛，脊髓背角（SDH）中的神经元丢失在许多慢性疼痛状况中显著促进了持续痛觉过敏（Ding等人，2023年；Moore等人，2002年）。这一机制可能涉及抑制性神经递质γ-氨基丁酸（GABA）的合成或活性降低（Meisner等人，2010年；Wirt等人，2025年；Xu等人，2025年），从而减弱了SDH浅层的伤害性信号抑制作用。将完全弗氏佐剂（CFA）注射到后爪可以减少腹侧基底丘脑和前扣带回皮层的抑制电流（Koga等人，2018年；Zhang等人，2017年）。同时，在SDH局部应用GABA或GABA再摄取抑制剂可以减轻CFA诱导的机械性过敏反应（Tonsfeldt等人，2016年；Wirt等人，2025年）。这些发现表明，增强GABA能传递可能有效缓解炎症性疼痛。研究表明，SDH中的神经元丢失与细胞凋亡有关，可能通过N-甲基-D-天冬氨酸受体诱导的兴奋毒性及CD8+ T淋巴细胞的细胞毒性等机制介导（Fu等人，2016年；Inquimbert等人，2018年；Meisner等人，2010年）。此外，进一步的研究表明，抗氧化疗法可以有效减轻GABA能中间神经元的丢失并抑制疼痛反应（Yowtak等人，2013年）。最新研究表明，铁死亡对于包括慢性炎症性疼痛在内的多种疼痛状况的发生和发展至关重要（Deng等人，2022年；Ding等人，2023年；He等人，2024年；Yang等人，2023年；Zhu等人，2023年）。Ding等人表明，铁死亡抑制剂Liproxstatin-1（LIP）可以减轻CFA诱导的慢性炎症性疼痛（Ding等人，2023年），而Ding等人则在骨癌疼痛的小鼠模型中证明，抑制脊髓中的铁死亡可以减轻疼痛（Ding等人，2023年）。铁死亡是一种依赖铁的非凋亡性细胞死亡形式，其特征是脂质活性氧（ROS）的积累，这一概念最早由Dixon在2012年提出（Dixon等人，2012年）。铁死亡的关键形态学特征包括线粒体嵴减少或缺失、膜密度增加以及线粒体显著萎缩（Tang等人，2021年）。在生化水平上，细胞内谷胱甘肽（GSH）水平迅速下降，导致谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）活性降低，从而阻碍GPX4介导的脂质过氧化物还原。Fe²⁺以Fenton类似的方式氧化脂质，产生大量ROS，进一步促进铁死亡（Friedmann Angeli等人，2014年；Yang和Stockwell，2008年）。铁死亡受多种遗传和非遗传因素的影响。最新研究表明，细胞密度对铁死亡有显著影响，肿瘤细胞密度较低时，其对铁死亡的敏感性越高（Jiang等人，2021年）。Hippo通路在调节这一过程中起着关键作用（Magesh和Cai，2022年；Wu等人，2019年；Zheng和Pan，2019年）。随着间皮瘤细胞密度的增加，E-钙粘蛋白表达上调，激活NF2-Hippo轴（NF2：神经纤维瘤蛋白）。这种激活抑制Yes相关蛋白（YAP1）的活性并抑制铁死亡（Liu等人，2024年；Wu等人，2019年）。相反，实验性破坏NF2-Hippo轴会导致间皮瘤细胞系中YAP1的激活，增加细胞对铁死亡的敏感性（Liu等人，2024年；Wu等人，2019年）。此外，YAP1还可以上调（1）酰基辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4）基因表达，（2）细胞内铁的可用性（通过转铁蛋白受体TFRC），以及（3）ROS的产生（通过NADP氧化酶NOX2和NOX4）来调节铁死亡（Liu等人，2024年；Magesh和Cai，2022年；Wu等人，2019年；Zheng和Pan，2019a）。

近年来，来自植物的天然镇痛药物因其显著的有效性和安全性而受到更多关注。Aconitum carmichaelii Debx的干燥根被广泛用作镇痛、抗炎和抗风湿药物。从A. carmichaelii的不同部位分离出的100多种化学成分中，二萜生物碱是具有药理活性的主要化合物，包括强心、抗癌、抗炎和镇痛作用（Du等人，2013年；Gao等人，2022年；Liang等人，2025年；Shao等人，2020年）。我们在小鼠的醋酸诱导疼痛模型和小鼠耳朵的二甲苯诱导炎症模型中评估了多种化合物，发现MES具有显著的抗炎和镇痛作用。MES是一种C₁₉型二萜生物碱，现代药理学研究表明它具有持续且明显的强心作用（Wang和Chao，2021年；Zhou等人，2023年），安全性评估显示大鼠的最大耐受剂量可达1200 mg/kg（Wang和Chao，2021年）。与静脉注射相比，口服给药可以延长其系统停留时间，从而延长治疗效果（Liu等人，2019年；Tao等人，2023年）。大鼠口服50 mg/kg的MES 48小时后，该化合物在粪便和尿液中均有发现，其中87.71%以原型形式排出，表明其安全性良好，研究还显示粪便排泄是主要的消除途径（Tao等人，2023年）。

我们的目标是研究MES在CFA诱导的慢性炎症性疼痛模型中的作用，并阐明其潜在机制。结果表明，MES通过下调YAP1的表达和活性来抑制脊髓中的铁死亡，减少神经元丢失，同时抑制神经炎症，最终发挥镇痛作用。

实验部分

动物

所有实验均使用体重18-22克的雄性C57BL/6J小鼠，这些小鼠来自上海Slac实验动物有限公司。所有动物饲养在通风良好、无特定病原体的设施中，湿度控制在45%至55%，温度稳定在20 ± 2°C。它们遵循12小时光照/黑暗周期，可自由摄取食物和水。每个实验均得到了南京中医药大学伦理委员会的批准。

MES治疗减轻了CFA诱导的伤害性过敏反应，抑制了脊髓中的神经炎症和疼痛信号传递，并保护了CFA处理后的DRG神经元

通过测量PWL和PWT来评估MES对CFA处理小鼠的治疗效果。不同剂量的MES显著提高了PWL和PWT值，显示出与阳性对照Naproxen相当的镇痛效果（图2A-B）。

通过ELISA测量脊髓中的IL-1β、TNF-α和IL-6浓度，评估了MES对CFA处理小鼠脊髓神经炎症的抗炎作用。

讨论

在本研究中，我们发现CFA上调了小鼠脊髓中的YAP1表达，并诱导了铁死亡。同时，我们首次证实MES抑制了CFA小鼠脊髓中YAP1的药理活性，减少了YAP1的核转位及其与TEAD4的结合，从而抑制了ROS的积累和脂质过氧化，同时增强了SLC7A11和GPX4的表达，最终减轻了铁死亡。此外，MES还减少了

结论

我们的研究发现，MES通过调节YAP1的活性抑制了CFA模型小鼠脊髓中的铁死亡（图16）。这种铁死亡的抑制减少了神经元丢失，并显著增强了GAD65的表达，从而恢复了脊髓的中枢抑制作用，最终缓解了CFA诱导的慢性炎症性疼痛。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号82074006）和南京中医药大学中药一流科研培育项目（项目编号ZYXPY2024-006）的支持。

作者贡献声明

邱志超：概念构思、数据整理、正式分析、初稿撰写、审稿与编辑。张哲：监督、验证。詹庚志：监督、验证。李存宇：撰写、审稿与编辑、项目管理及资金获取。彭国平：撰写、审稿与编辑、项目管理及资金获取。唐书婉：撰写、审稿与编辑、项目管理及资金获取。

数据可用性

数据将在

作者贡献声明

邱志超：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、正式分析、数据整理、概念构思。张哲：验证、监督。詹庚志：验证、监督。李存宇：撰写 – 初稿撰写、项目管理、资金获取。彭国平：撰写 – 审稿与编辑、项目管理、资金获取。唐书婉：撰写 – 审稿与编辑、项目管理、资金获取。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

无。