今天分享一篇在Redox Biology上的文章，题为Silibinin attenuates ferroptosis in acute kidney injury by targeting FTH1。急性肾损伤（AKI）是常见临床综合征，而肾缺血再灌注损伤（IRI）是其最常见诱因，目前预防和治疗手段有限。铁死亡在IRI-AKI的病理生理过程中起重要作用，被视为改善其结果的关键靶点。水飞蓟宾是一种多酚类黄酮，具有多种药理特性，常用于肝病治疗，虽有研究报道其可改善肾脏疾病，但潜在机制尚不清楚。所以作者想探究水飞蓟宾是否能通过抑制铁死亡来减轻AKI，通过体内外实验研究其对IRI-AKI的保护作用并探索其作用机制，包括研究其是否通过靶向铁蛋白重链1（FTH1）、影响铁自噬等过程来减轻铁死亡，从而为水飞蓟宾用于AKI的管理和治疗提供理论依据。首先，作者建立了相关疾病模型并探究水飞蓟宾对肾损伤的保护作用。作者通过建立双侧肾缺血-再灌注建立急性肾损伤（AKI）模型，观察水飞蓟宾对肾功能指标（如血清BUN和Scr水平）、肾脏病理损伤（H&E和PAS染色）、肾小管损伤标志物（Kim-1和NGAL）的影响，验证水飞蓟宾对肾损伤的保护作用。结果发现IRI - AKI小鼠血清BUN和Scr水平显著升高，肾充血和病理变化严重，肾小管损伤明显。铁死亡抑制剂Fer-1可减轻IRI-AKI小鼠肾功能损害和病理损伤，水飞蓟宾处理也有类似效果，可减轻IRI-AKI。作者还检测肾损伤标志物Kim-1和NGAL，发现IRI-AKI诱导其表达增加，水飞蓟宾处理可显著抑制这种增加，且与mRNA表达结果一致。在缺血30分钟后给予水飞蓟宾仍可改善Scr和BUN水平，虽不如预先给药效果显著。
接着作者还探究了水飞蓟宾对肾损伤炎症反应的影响，包括对肾巨噬细胞浸润（F4/80染色）和炎症相关细胞因子（IL - 1β、IL - 6和TNF - α）的作用，发现IRI - AKI小鼠肾巨噬细胞浸润显著增加（F4/80阳性染色增加），水飞蓟宾可减少F4/80阳性染色，减轻巨噬细胞浸润。 ELISA检测炎症相关细胞因子IL - 1β、IL - 6和TNF - α，模型组较假手术组显著升高，水飞蓟宾处理可降低这些细胞因子水平。同时，水飞蓟宾处理可显著减少IRI - AKI诱导的IL - 1β、IL - 6和TNF - α的mRNA水平的上调。
为了探究水飞蓟宾与铁死亡之间的关系，作者在体内（IRI - AKI小鼠）和体外（肾小管上皮细胞）模型中检测了与铁死亡相关的氧化还原指标（MDA、GSH和SOD）、细胞死亡情况（TUNEL assay）、铁代谢（铁含量、铁离子水平）以及关键铁死亡相关蛋白（GPX4和HO - 1）的表达，以确定水飞蓟宾是否抑制铁死亡。结果发现水飞蓟宾可以抑制IRI - AKI小鼠的脂质过氧化、细胞死亡、调节铁代谢相关指标，与铁死亡抑制剂Fer - 1效果相似。在体外，水飞蓟宾可抑制erastin或RSL3诱导的肾小管上皮细胞（HK - 2、NRK - 52E和PRTC细胞）铁死亡，减轻线粒体损伤。
确定水飞蓟宾确实能抑制铁死亡后，作者对该作用机制进行了深入的研究。作者利用人类蛋白质组微阵列鉴定水飞蓟宾的结合蛋白，聚焦于铁死亡通路中的FTH1蛋白，通过分子对接、SPRi、CETSA和DARTS等方法验证水飞蓟宾与FTH1的相互作用。此外，作者还探究水飞蓟宾与FTH1结合后对铁自噬的影响，通过检测NCOA4和FTH1的表达、定位以及二者的相互作用，验证水飞蓟宾是否通过破坏NCOA4 - FTH1相互作用来抑制铁死亡，结果也证明水飞蓟宾可增强FTH1和NCOA4的表达，减少二者的共定位，中断NCOA4 - FTH1相互作用，抑制铁死亡。同时，在HK - 2细胞中敲低FTH1可部分逆转水飞蓟宾对铁死亡的抑制作用。
总之，这篇文章的研究表明铁死亡在肾缺血再灌注损伤（IRI - AKI）中起重要作用。水飞蓟宾可减轻IRI - AKI的肾损伤，其机制是通过靶向铁蛋白重链1（FTH1），破坏FTH1 - NCO4介导的铁蛋白自噬过程，从而抑制铁死亡，这为水飞蓟宾用于IRI - AKI的治疗提供了依据。
本文作者：YSG
责任编辑：TJY
全文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231724003380
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