目的 通过建立微塑料暴露小鼠模型探讨微塑料暴露致皮质铁死亡的影响,以期为微塑料暴露致神经损伤的防治提供新的线索.方法 SPF级雄性C57小鼠40只按体重随机分为对照组、低微塑料组、中微塑料组、高微塑料组,每组10只.微塑料暴露组小鼠分别以25、50和100mg/kg纳米聚苯乙烯灌胃,连续染毒8周,对照组每天灌胃相同剂量纯水.染毒结束后,以新物体识别实验检验小鼠的神经行为变化;以HE染色观察小鼠皮质病理变化;以试剂盒检测小鼠皮质组织中二价铁(Fe2+)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量;以Western blot法检测小鼠皮质组织中二价金属铁离子转运体1(DMT1)、铁转运蛋白(ferroportin,FPN1)、转铁蛋白受体1(transferrin receptor 1,TFR1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)和溶质载体家族 7 成员 11(solute carrier family 7 member 11,SLC7A11)蛋白的表达情况.结果 染毒期间,低微塑料、中微塑料与高微塑料组小鼠体重与对照组相比无显著差异.新物体识别实验结果显示,与对照组相比,中微塑料组和高微塑料组新物体识别指数显著下降(P＜0.05).HE染色结果显示,与对照组相比,低微塑料组小鼠皮质中出现神经细胞深染,结构模糊,核固缩现象;中微塑料组及高微塑料组小鼠皮质及海马中神经细胞深染,结构模糊,核固缩现象进一步加剧.与对照组相比,各微塑料组小鼠脑皮质中铁含量和MDA含量显著升高(P＜0.05),GSH含量在中微塑料组和高微塑料组中显著下降(P＜0.05);同时,TFR1表达水平在各微塑料组小鼠脑皮质中均较对照组显著升高(P＜0.05),中微塑料和高微塑料组小鼠脑皮质中FPN1表达水平显著降低(P＜0.05),DMT1表达水平显著升高(P＜0.05);此外,与对照组相比,GPX4与SLC7A11在中微塑料组与高微塑料组小鼠皮质中的表达水平显著降低(P＜0.05).结论 微塑料暴露可引起小鼠新物体识别能力下降,其中微塑料引起皮质神经细胞铁稳态失调导致铁死亡是诱导神经损伤的机制之一.

铁死亡是近年来发现的不同于细胞凋亡、坏死和自噬的一种新的细胞死亡形式。细胞内依赖谷胱甘肽和谷胱甘肽过氧化物酶的抗氧化防御系统失活以及有毒脂质氢过氧化物过量蓄积是诱发铁死亡的主要病理生理变化。此外，有毒脂质氢过氧化物的生成大多依赖于二价铁，且特异性铁螯合剂可抑制铁离子紊乱介导的铁死亡。近年来研究发现铁死亡与心血管疾病密切相关，该文概述了铁死亡机制以及铁死亡在心肌梗死、缺血再灌注损伤、慢性心力衰竭、心脏移植、血管疾病和抗肿瘤药物导致的心肌细胞损伤中的作用，为未来临床心血管疾病的治疗提供了新的方向。

目的:探讨左卡尼汀对草酸钙诱导肾小管上皮细胞(HK-2)铁死亡的影响。方法:采用蛋白质印迹法检测不同浓度(0、2、4、8 mmol/L)草酸钙对HK-2细胞铁死亡相关蛋白长链脂酰辅酶A合成酶4(ACSL4)、胱氨酸转运蛋白系统(XCT)和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)表达的影响，筛选实验最适的草酸钙浓度。将HK-2细胞分为4组：①对照组，细胞贴壁后用正常培养基培养12 h，然后继续用正常培养基；②左卡尼汀组，细胞贴壁后用含5 mmol/L左卡尼汀的培养基预处理12 h，然后更换为含有5 mmol/L左卡尼汀的培养基；③草酸钙组，细胞贴壁后用正常培养基培养12 h，然后更换为含有最适浓度草酸钙的培养基；④草酸钙+左卡尼汀组，细胞贴壁后用含5 mmol/L左卡尼汀的培养基预处理12 h，然后更换为含有5 mmol/L左卡尼汀和最适浓度草酸钙的培养基。4组更换培养基后继续培养24 h，收集细胞或上清液，采用蛋白质印迹法检测铁死亡相关蛋白醌氧化还原酶(NQO1)、ACSL4、XCT、GPX4蛋白表达水平。采用相应试剂盒分别检测超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛水平；活性氧试剂盒检测细胞活性氧水平；二价铁离子探针检测细胞内铁离子蓄积情况。采用乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒检测细胞损伤程度。采用透射电镜观察线粒体损伤情况。对细胞行DAPI染色观察细胞核损伤情况；行苏木素染色观察草酸钙晶体黏附情况。结果:蛋白质印迹法检测结果显示，0、2、4、8 mmol/L草酸钙组的ACSL4蛋白表达分别为0.37±0.16、0.68±0.16、0.73±0.09、0.89±0.03，XCT蛋白表达分别为1.11±0.10、0.91±0.14、0.83±0.09、0.80±0.07，GPX4蛋白表达分别为1.23±0.13、0.99±0.17、0.81±0.05、0.72±0.06，与0 mmol/L组相比，2、4、8 mmol/L组ACSL4蛋白表达升高，XCT、GPX4蛋白表达降低，差异均有统计学意义( P<0.05)，其中4 mmol/L组与0 mmol/L组比较差异更显著( P<0.01)，故将4 mmol/L作为最适浓度进行后续实验。对照组、左卡尼汀组、草酸钙组、草酸钙+左卡尼汀组的NQO1水平分别为0.36±0.06、0.54±0.05、0.76±0.07、0.90±0.03，左卡尼汀组与对照组比较差异有统计学意义( P<0.05)，草酸钙组与对照组比较差异有统计学意义( P<0.01)，草酸钙+左卡尼汀组与草酸钙组比较差异有统计学意义( P<0.05)；ACSL4水平分别为0.66±0.10、0.58±0.08、0.99±0.03、0.77±0.09，XCT水平分别为0.93±0.08、0.85±0.07、0.76±0.06、0.99±0.05，GPX4水平分别为1.10±0.09、1.09±0.09、0.85±0.03、0.99±0.02，左卡尼汀组与对照组比较差异无统计学意义( P>0.05)，草酸钙组与对照组比较差异有统计学意义( P<0.01)，草酸钙+左卡尼汀组与草酸钙组比较差异有统计学意义( P<0.05)。对照组、左卡尼汀组、草酸钙组、草酸钙+左卡尼汀组SOD水平分别为(100.00±5.79)%、(105.80±3.26)%、(44.74±7.60)%、(85.01±5.15)%，GSH水平分别为(100.00±4.73)%、(107.10±5.48)%、(53.49±3.98)%、(81.18±5.48)%，丙二醛水平分别为(100.00±2.36)%、(98.00±11.10)%、(129.11±2.59)%、(113.35±5.79)%，左卡尼汀组与对照组比较差异无统计学意义( P>0.05)，草酸钙组与对照组比较差异有统计学意义( P<0.01)，草酸钙+左卡尼汀组与草酸钙组比较差异有统计学意义( P<0.05)。对照组、草酸钙组、草酸钙+左卡尼汀组活性氧荧光强度分别为(63.98±9.41)AU、(145.41±8.39)AU、(85.37±4.51)AU，亚铁离子荧光强度分别为(39.77±0.68)AU、(68.40±3.14)AU、(48.60±4.30)AU，草酸钙组与对照组比较差异有统计学意义( P<0.01)，草酸钙+左卡尼汀组与草酸钙组比较差异有统计学意义( P<0.01)。对照组、左卡尼汀组、草酸钙组、草酸钙+左卡尼汀组LDH水平分别为(100.00±5.37)%、(99.50±6.38)%、(153.77±6.06)%、(132.50±5.58)%，左卡尼汀组与对照组比较差异无统计学意义( P>0.05)，草酸钙组与对照组比较差异有统计学意义( P<0.01)，草酸钙+左卡尼汀组与草酸钙组比较差异有统计学意义( P<0.05)。透射电镜检查结果显示，相较于对照组，草酸钙组的线粒体皱缩，嵴断裂或消失，可见明显的双层膜结构；相较于草酸钙组，草酸钙+左卡尼汀组线粒体皱缩情况减轻，嵴相对增多，个别可见双层膜结构。DAPI染色结果显示，相较于对照组，草酸钙组部分细胞核损伤明显加重；相较于草酸钙组，草酸钙+左卡尼汀组细胞核损伤明显减轻。晶体黏附实验结果显示，相较于对照组，草酸钙组草酸钙晶体呈黑色颗粒状黏附于细胞，汇聚成团；相较于草酸钙组，草酸钙+左卡尼汀组黑色颗粒黏附于细胞的情况明显减轻。 结论:左卡尼汀能够减轻草酸钙诱导HK-2细胞的氧化应激和铁死亡，从而减轻细胞损伤和晶体黏附。

目的:观察Apelin-13对高铁环境中骨骼肌细胞C2C12细胞铁死亡的影响并探讨其可能的机制。方法:C2C12细胞培养在改良Eagle培养基(DMEM)中，实验分为对照组、柠檬酸铁胺(FAC)组、Apelin-13组、Apelin-13+FAC组、铁死亡诱导剂RSL3组和Apelin-13+FAC+RSL3组。细胞活力采用二苯基四氮唑溴盐(MTT)法检测；采用比色法检测细胞内总铁离子和二价铁离子浓度，酶联免疫法检测细胞中谷胱甘肽(GSH)水平，可见分光光度法检测细胞中丙二醛(MDA)水平，化学荧光法检测细胞内活性氧(ROS)水平；透射电镜检测C2C12细胞超微结构。蛋白质印迹分析检测谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX-4)、铁蛋白重链-1(FTH-1)、血红素加氧酶(HO)-1和核因子E2相关因子-2(Nrf-2)蛋白的表达水平。结果:与FAC组比较，FAC+Apelin-13组细胞活力显著增加(光密度值0.52±0.06比0.28±0.04， t＝7.837、 P＝0.007)，细胞中GSH的浓度显著增加[(2.41±0.35)μmol/g Pro比(0.91±0.12)μmol/g Pro， t＝9.778， P＝0.003]，细胞中ROS[(22.06±5.79)a.u./mg Pro比(52.71±7.28)a.u./mg Pro， t＝8.064， P＝0.006]、MDA[(4.63±0.51)mmol/mg Pro比(9.11±0.84)mmol/mg Pro， t＝8.642， P＝0.006]、总铁离子[(1.53±0.24)μmol/g Pro比(3.17±0.55)μmol/g Pro， t＝6.135、 P＝0.013]和二价铁离子[(0.75±0.08)μmol/g Pro比(1.94±0.36)μmol/g Pro， t＝5.068、 P＝0.027]的水平降低，细胞内铁沉积明显减少。对照组和Apelin-13组线粒体结构清晰，形态正常；FAC组细胞内线粒体出现膜密度增加，膜皱缩及破裂，线粒体内部存在空泡变性，出现明显线粒体损伤，符合铁死亡的形态学特征；与FAC组比较，FAC+Apelin-13组内线粒体损伤情况明显改善。与FAC+Apelin-13组比较，FAC+Apelin-13+RSL3组细胞活力显著降低(光密度值0.23±0.04比0.48±0.06， t＝7.642、 P＝0.007)。与FAC组比较，FAC+Apelin-13组细胞中GPX-4(相对表达水平0.96±0.14比0.31±0.07， t＝7.712、 P＝0.008)和FTH-1(相对表达水平0.57±0.08比0.27±0.05， t＝6.944、 P＝0.011)蛋白的表达水平显著上调，Nrf-2在C2C12细胞核中的表达(相对表达水平0.42±0.04比0.19±0.05， t＝7.114、 P＝0.008)及Nrf-2在细胞核中表达与Nrf-2总蛋白表达水平的百分比[(58.36±5.24)%比(36.58±5.32)%， t＝5.858、 P＝0.015]以及HO-1的蛋白表达水平(相对表达水平0.49±0.07比0.28±0.05， t＝6.472、 P＝0.012)均显著升高。 结论:Apelin-13抑制了高铁环境诱导的C2C12细胞铁死亡，其机制可能涉及到Nrf-2/HO-1信号通路。

目的:探讨儿茶素对胃癌化疗效果的影响及机制.方法:使用5-FU(100 μg/mL)处理胃癌细胞AGS和GC7901,分别处理0 h、3 h、6 h、9 h、12 h、16 h、24 h,通过PI染色及流式细胞术检测胃癌细胞AGS及GC7901的死亡情况;Western Blot实验检测正常胃黏膜上皮细胞RGM-1、胃癌细胞AGS和GC7901铁死亡相关特征蛋白谷胱甘肽过氧化酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)、溶质载体家族7成员11(solute carrier family 7 member 11,SLC7A11)及重肽铁蛋白(ferritin heavy polypeptide,FTH)的表达,Image J 软件测量灰度值;将胃癌细胞分别设置为对照组、5-FU处理组、5-FU联合Catechin处理组和5-FU联合DMSO处理组,分别通过PI染色及流式细胞术检测细胞死亡,通过C11-BODIPY581/591染色及流式细胞术检测脂质过氧化物积累,通过Western Blot实验检测铁死亡相关特征蛋白的表达,通过吸光光度法检测细胞裂解物中游离Fe2+的含量;分离线粒体和细胞质组分,检测各个分组中线粒体内游离Fe2+含量和细胞质内游离Fe2+含量,并通过Mito-Ferro Green染色进一步验证增量Fe2+的细胞内定位;Western Blot方法检测血红素加氧酶1蛋白(heme oxygenase 1,Hmox1)在各分组中的表达并通过Image J软件测量灰度值;将胃癌细胞分别设置为对照组、5-FU处理组、5-FU组联合Catechin处理组、5-FU联合Catechin和siRNA-NC处理组、5-FU联合Catechin和siRNA-Hmox1处理组,检测线粒体游离Fe2+含量、脂质过氧化物积累及细胞死亡.结果:胃癌细胞在5-FU处理0～12 h内,随处理时间增长死亡率逐渐升高,然而在处理12～24 h内死亡率变化不明显表现出耐药性;胃癌细胞中铁死亡相关特征蛋白GPX4、SLC7A11和FTH的表达量显著高于正常胃黏膜上皮细胞(P＜0.05);与对照组相比,处理24 h后,5-FU联合Catechin处理组细胞死亡数量、脂质过氧化物积累都显著升高(P＜0.05),同时铁死亡相关特征蛋白GPX4、SLC7A11、FTH的表达量显著降低(P＜0.05);5-FU联合Catechin处理组细胞质游离Fe2+含量变化不明显而线粒体中游离Fe2+含量显著升高(P＜0.05),Hmox1蛋白表达量显著升高(P＜0.05);与5-FU联合Catechin和siRNA-NC处理组相比,5-FU联合Catechin和siRNA-Hmox1处理组线粒体游离Fe2+含量、脂质过氧化物积累和细胞死亡数量显著降低(P＜0.05).结论:儿茶素通过增强Hmox1的表达诱导线粒体铁离子浓度升高导致胃癌细胞脂质过氧化物积累促进5-FU诱导的胃癌细胞铁死亡.

目的:基于SLC7A11/GPX4信号通路探讨密点麻蜥对人胃癌MKN45细胞发生铁死亡的影响.方法:选择SD大鼠制备含药血清,将MKN45细胞随机分为空白对照组(10％空白血清)、5-FU含药血清(10％)阳性对照组、密点麻蜥含药血清低(5％)、中(10％)、高(20％)浓度组.CCK-8法检测MKN45细胞的存活率;Transwell法检测MKN45细胞的迁移及侵袭能力;激光共聚焦检测细胞内二价铁离子(Fe2+)水平;试剂盒检测细胞内LPO水平;流式细胞术检测细胞内ROS水平;qPCR法检测密点麻蜥对MKN45细胞中SLC7A11、GPX4、P53 mRNA表达的影响;Western Blotting检测密点麻蜥对MKN45细胞中SLC7A11、GPX4、P53蛋白表达的影响.结果:与空白对照组比较,密点麻蜥含药血清中、高浓度组MKN45细胞存活率、迁移及侵袭能力显著降低,Fe2+、ROS水平显著升高,P53、SLC7A11、GPX4 mRNA及蛋白表达显著降低,高浓度组LPO水平显著升高(P＜0.05或P＜0.01).结论:密点麻蜥可能通过抑制SLC7A11/GPX4信号通路,同时促进细胞内Fe2+、LPO的积累,从而诱导MKN45细胞发生铁死亡,抑制其增殖、迁移及侵袭.

探究附萸汤(Fuyu Decoction,FYD)对心力衰竭(heart failure,HF)大鼠心肌纤维化的作用及机制.将60只Wistar大鼠分为造模组50只和假手术组(sham)10只.采用结扎大鼠左冠状动脉前降支构建心肌梗死后HF模型.将建模成功大鼠分为模型组(model)、FYD低剂量组(FYD-L)、FYD高剂量组(FYD-H)、FYD+Nrf2抑制剂组(FYD+ML385),每组各10只.FYD-L和FYD-H大鼠分别给予2.5、5.0 g·kg-1 FYD灌胃,FYD+ML385大鼠给予5.0 g·kg-1的FYD灌胃同时腹腔注射30 mg·kg-1的ML385,sham和model大鼠给予等量生理盐水灌胃.各组大鼠干预8周后,检测心功能指标,观察心肌组织形态结构和胶原沉积,检测心肌组织collagen Ⅰ、collagen Ⅲ蛋白阳性表达、细胞凋亡、氧化应激、二价亚铁离子(Fe2+)和活性氧(reac-tive oxygen species,ROS)水平,检测心肌组织核因子 E2 相关因子 2(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2,Nrf2)、溶质载体家族 7 成员 11(solute carrier family 7 member 11,SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶 4(glutathione peroxidase 4,GPX4)、酰基辅酶 A合成酶长链家族成员 4(recombinant acyl coenzyme A synthetase long chain family,member 4,ACSL4)蛋白表达.与 sham 组相比,mode l 组大鼠左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)、左室短轴缩窄率(left ventricular fractional shortening,LVFS)显著降低,左室收缩末期内径(left ventricular end systolic diameter,LVIDs)、左室舒张末期内径(left ventricular end dias-tolic diameter,LVIDd)显著升高,心肌胶原沉积增多,且collagen Ⅰ、collagenⅢ蛋白阳性表达,细胞凋亡率,丙二醛(malondialde-hyde,MDA),Fe2+,ROS水平均显著升高,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxi-dase,GSH)水平以及Nrf2、SLC7A11和GPX4蛋白表达均显著降低,ACSL4蛋白表达显著升高.与model相比,FYD各剂量组大鼠上述指标均得到显著改善.与FYD-H组相比,ML385能够显著逆转FYD对HF大鼠心肌纤维化的保护作用.FYD能够通过激活Nrf2/GPX4通路,抑制心肌细胞铁死亡,从而改善HF大鼠心肌纤维化.

目的 探讨铁死亡是否参与高蛋氨酸饮食所致的ApoE-/-小鼠肾脏损伤.方法 C57BI/6J普通饲料喂养小鼠作为正常对照组、将ApoE-/-小鼠随机分为模型对照组(通饲料喂养)和高蛋氨酸组(高蛋氨酸饲料喂养),每组6只小鼠.PAS和Masson染色观察小鼠肾脏损伤以及纤维化情况;免疫荧光染色检测肾组织纤维连接蛋白(fibronectin)含量;比色法检测肾组织二价铁离子含量;免疫荧光染色和硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)法检测肾组织丙二醛(malondialde-hyde,MDA)含量;Western blotting和qRT-PCR检测p53、SLC7A11和GPX4的蛋白以及mRNA表达水平,多组数据比较采用单因素方差分析,多重比较采用Tukey检验.结果 染色结果显示,载脂蛋白E(apolipoprotein E,ApoE)基因缺失引起肾脏细胞外基质沉积,出现肾损伤,而高蛋氨酸饮食则进一步加重了肾脏细胞外基质沉积,肾损伤加重;与正常对照组相比,模型对照组和高蛋氨酸组Fibronectin含量增加(F=87.330,P＜0.001),铁离子(F=111.200,P＜0.001)和MDA(F=205.200,P＜0.001)含量增加,p53 的蛋白水平增加(F=32.380,P＜0.001)、mRNA 水平增加(F=24.840,P＜0.001),SLC7A11 和 GPX4 的蛋白水平降低(FSLC7A11=18.620,P＜0.001;FGPX4=20.830,P＜0.001)、mRNA 水平降低(FSLC7A11=1 1.200,P＜0.001;FGPX4=23.530,P＜0.001);与模型对照组相比,以上指标在高蛋氨酸组变化更显著(P＜0.05).结论 铁死亡参与了高蛋氨酸饮食所致的ApoE-/-小鼠肾脏损伤.

目的 探究缺血小胶质细胞线粒体碎片诱导神经元铁死亡;同时靶向小胶质细胞Myo19,调控线粒体碎片传递介导的神经元铁死亡,并探索对脑缺血的保护作用.方法 构建BV2小胶质细胞OGD/R脑缺血模型后给予线粒体分裂抑制剂Mdivi-1,检测ATP含量、膜电位(JC-1)和耗氧量(OCR)等线粒体功能;采用mito-tracker标记线粒体,通过流式细胞术和活细胞荧光染色检测线粒体碎片含量变化,进一步利用PCR检测Cyto C/VDAC比值明确碎片化程度;将OGD/R后BV2细胞培养基中的功能线粒体滤除后获得小胶质细胞条件培养基(MCM),并用其诱导N2a神经元发生铁死亡,检测脂质过氧化物、二价铁离子、ROS、GSH、MDA和LDH等铁死亡相关指标,并通过电镜观察神经元形态;构建Myo19 敲低和Myo19 过表达BV2 细胞并检测OGD/R后线粒体功能、线粒体碎片含量以及碎片化程度,随后检测MCM诱导的神经元铁死亡指标.结果 Mdivi-1在OGD/R后对小胶质细胞的ATP含量、膜电位和耗氧量有改善作用(P＜0.01),线粒体碎片在流式及免疫荧光染色中均显著减少(P＜0.01),且Cyto C/VDAC比值显著升高(P＜0.01);Mdivi-1处理的MCM对神经元的铁死亡相关指标均有明显改善作用(P＜0.01),电镜结果表明,Mdivi-1减弱了MCM诱导的神经元形态损伤;在构建Myo19敲低及过表达BV2细胞后,靶向抑制Myo19与Mdivi-1处理结果相近,即抑制小胶质细胞Myo19线粒体碎片显著减少(P＜0.01),Myo19敲低处理后的MCM对铁死亡检测指标也均有明显改善作用(P＜0.01).结论 缺血后小胶质细胞线粒体受损、碎片化加剧并外排,能诱导神经元发生铁死亡;靶向抑制小胶质细胞Myo19阻抑了线粒体碎片增加,并抑制神经元铁死亡作用.

随着锰在生活和工作环境中暴露水平的增加,人类接触锰的机会不断增多,过量锰接触会使其在人脑部蓄积,引起中枢神经系统损伤,表现为锥体外系神经受损.锰所致中枢神经系统损伤与环境和遗传因素有关.锰可下调抑制性氨基酸神经递质和上调兴奋性氨基酸神经递质,亦可降低SNAP25基因从而降低可溶性NSF附着蛋白受体合成,其与铁离子竞争二价金属离子转运蛋白1转运体从而增加细胞内的锰水平,损伤溶酶体使α-突触核蛋白过量聚集,大量蓄积于线粒体从而对线粒体造成损伤.